Software(Engleză) software) este un ansamblu de programe care asigură funcționarea calculatoarelor și soluționarea problemelor de domenii cu ajutorul acestora. Software-ul (SW) este o parte integrantă a unui sistem informatic, este o continuare logică a mijloacelor tehnice și determină domeniul de aplicare al computerului.

Software-ul computerelor moderne include o mare varietate de programe, care pot fi împărțite în trei grupuri (Fig. 3.1):

1. Software de sistem (programe de sistem);

2. Software de aplicație (programe de aplicație);

3. Scule (sisteme de scule).

Programul sistemului (SPO) sunt programe care controlează funcționarea unui computer și îndeplinesc diverse funcții auxiliare, de exemplu, gestionarea resurselor computerului, crearea de copii ale informațiilor, verificarea performanței dispozitivelor computerizate, emiterea de informații de ajutor despre un computer etc. Sunt destinate toate categoriile de utilizatori, sunt folosite pentru munca eficienta calculatorului si utilizatorului, precum si executia eficienta a programelor de aplicatie.

Sistemele de operare ocupă un loc central printre programele de sistem. sisteme de operare). sistem de operare (OS) este un set de programe concepute pentru a gestiona încărcarea, lansarea și execuția altor programe de utilizator, precum și pentru a planifica și gestiona resursele de calcul ale computerului, de ex. controlul functionarii PC-ului din momentul in care acesta este pornit pana in momentul in care este oprit alimentarea. Se încarcă automat când computerul este pornit, conduce un dialog cu utilizatorul, gestionează computerul, resursele acestuia (RAM, spațiu pe disc etc.), lansează alte programe pentru execuție și oferă utilizatorului și programelor o modalitate convenabilă de a comunica - interfata - cu dispozitive informatice. Cu alte cuvinte, sistemul de operare asigură funcționarea și interconectarea tuturor componentelor computerului și, de asemenea, oferă utilizatorului acces la capacitățile sale hardware.

Sistemul de operare determină performanța sistemului, gradul de protecție a datelor, alegerea programelor cu care puteți lucra pe un computer și cerințele hardware. Exemple de sisteme de operare sunt MS DOS, OS/2, Unix, Windows 9x, Windows XP.

Sisteme de service extinde capacitățile sistemului de operare pentru întreținerea sistemului, oferind confortul utilizatorului. Această categorie include sisteme de întreținere, shell-uri software și medii OS, precum și programe utilitare.

Sisteme de întreținere este un set de instrumente software și hardware pentru PC care efectuează monitorizare, testare și diagnosticare și sunt utilizate pentru a verifica funcționarea dispozitivelor computerului și a detecta defecțiunile în timpul funcționării computerului. Sunt un instrument pentru specialiștii în operarea și repararea hardware-ului computerelor.

Pentru a organiza o interfață de utilizator mai convenabilă și mai vizuală cu un computer, shell-uri ale sistemului de operare - programe care permit utilizatorului să efectueze acțiuni de gestionare a resurselor computerului, altele decât cele furnizate de sistemul de operare (mai ușor de înțeles și mai eficient). Cele mai populare pachete includ pachetele NortonCommander ( Symantec), FAR(FileandArchivemanageR)( E. Roshal).

Utilități (utilitati, lat. utilitas- beneficiu) - acestea sunt programe auxiliare care oferă utilizatorului un număr de servicii aditionale pentru implementarea muncii prestate frecvent sau creșterea confortului și confortului muncii. Acestea includ:

pachete (arhive) care vă permit să înregistrați mai dens informații pe discuri, precum și să combinați copii ale mai multor fișiere într-unul singur, așa-numitele fișier de arhivă(Arhiva);

· programe antivirus concepute pentru a preveni infectarea virușii informaticiși eliminarea consecințelor infecției;

programe pentru optimizarea și controlul calității spațiului pe disc;

programe pentru recuperarea datelor, formatare, protectia datelor;

Programe pentru înregistrarea CD-urilor;

drivere - programe care extind capacitățile sistemului de operare pentru a gestiona dispozitivele de intrare/ieșire, RAM etc. Când conectați dispozitive noi la computer, trebuie să instalați driverele corespunzătoare;

programe de comunicare care organizează schimbul de informații între calculatoare etc.

Unele utilități sunt incluse în sistemul de operare, iar unele sunt comercializate ca produse software de sine stătătoare, cum ar fi pachetul de utilitate multifuncționale NortonUtilities ( Symantec).

Software de aplicație(PPO) este conceput pentru a rezolva problemele utilizatorilor. Compoziția sa include aplicații utilizator Și pachete de aplicații (PPP) pentru diverse scopuri .

aplicație utilizator este orice program care contribuie la rezolvarea unei probleme într-o anumită zonă problemă. Programele de aplicație pot fi utilizate fie de sine stătătoare, fie ca parte a sistemelor sau pachetelor software.

Pachete de aplicații (PPP) sunt sisteme software special organizate concepute pentru aplicatie generalaîntr-o zonă cu probleme specifice și completate cu documentația tehnică relevantă. Există următoarele tipuri de PPP:

· PPP general- produse software universale concepute pentru a automatiza o clasă largă de sarcini ale utilizatorului. Acestea includ:

Editori de text(de exemplu, MSWord, WordPerfect, Lexicon);

Procesoare de masă(de exemplu, MSExcel, Lotus 1-2-3, QuattroPro);

Sisteme dinamice de prezentare(de exemplu, MSPowerPoint, FreelanceGraphics, HarvardGraphics);

Sisteme de gestionare a bazelor de date(de exemplu, MSAccess, Oracle, MSSQLServer, Informix);

Editor grafic(de exemplu, CorelDraw, Adobe Photoshop);

Sisteme de publicare(de exemplu, PageMaker, VenturePublisher);

Proiectare sisteme de automatizare(de exemplu, BPWin, ERWin);

Dicționare electronice și sisteme de traducere(de exemplu, Prompt, Socrate, Lingvo , Context);

Sisteme de recunoaștere a textului(ex. FineReader, CuneiForm).

Sistemele de uz general sunt adesea integrate în pachete cu mai multe componente pentru automatizarea biroului - pachete de birou – Microsoft Office, StarOffice etc.

· RFP orientat pe metodă, care se bazează pe implementarea metodelor matematice de rezolvare a problemelor. Acestea includ, de exemplu, sisteme de prelucrare a datelor matematice (Mathematica, MathCad, Maple), sisteme de prelucrare a datelor statistice (Statistica, Stat.);

· PPP orientat pe probleme concepute pentru a rezolva o problemă specifică într-un anumit domeniu. De exemplu, sistemele informatice și juridice YurExpert, YurInform; pachete de contabilitate si control 1C: Contabilitate, Galaxy, Angelica; în domeniul marketingului – Kasatka, MarketingExpert; sistem bancar STBank;

· PPP integrat sunt un set de mai multe produse software combinate într-un singur instrument. Cele mai dezvoltate dintre ele includ un editor de text, un manager personal (organizator), o foaie de calcul, un sistem de gestionare a bazelor de date, instrumente de asistență prin e-mail, un program de creare a graficelor de prezentare. Rezultatele obținute de subrutinele individuale pot fi combinate într-un document final care conține material tabelar, grafic și textual. Acestea includ, de exemplu, MSWorks. Pachetele integrate, de regulă, conțin un fel de nucleu, care oferă posibilitatea unei interacțiuni strânse între componente.

De obicei, pachetele de aplicații software au instrumente de personalizare care le permit să fie adaptate la specificul domeniului subiectului în timpul funcționării.

LA software-ul instrumentului include: sisteme de programare – pentru dezvoltarea de noi programe, de exemplu, Pascal, BASIC. Acestea includ de obicei: editor de text, care asigură crearea și editarea de programe în limbajul de programare original (programe sursă), traducător, și biblioteci de rutină; medii instrumentale pentru dezvoltarea de aplicații, de exemplu, C++, Delphi, VisualBasic, Java, care includ instrumente de programare vizuală; sisteme de simulare , de exemplu, sistemul de simulare MatLab, sistemele de modelare a proceselor de afaceri BpWin și bazele de date ErWin și altele.

Traducător(Engleză) traducător- translator) este un program de traducere care convertește un program dintr-un limbaj de nivel înalt într-un program format din instrucțiuni de mașină. Traducătorii sunt implementați în formular compilatoare sau interpreți, care diferă semnificativ în ceea ce privește modul în care funcționează.

Compilator(Engleză) compilator- compilator, colector) citește întregul program în întregime, îl traduce și creează o versiune completă a programului în limbaj mașină, care este apoi executată. După compilare, se obține un program executabil, a cărui execuție nu necesită niciunul program sursă, nici compilatorul.

Interpret(Engleză) interpret– interpret, interpret) traduce și execută programul linie cu linie. Programul procesat de interpret trebuie retradus în limbajul mașinii de fiecare dată când este rulat.

Programele compilate rulează mai repede, dar programele interpretate sunt mai ușor de reparat și schimbat.

2.1. Hardware PC

2.2. memorie PC

2.1. Hardware PC

Tot hardware-ul unui computer personal modern

sunt împărțite în trei componente:

1) dispozitive de introducere a informațiilor;

2) dispozitive de ieșire a informațiilor;

3) un dispozitiv de procesare și stocare a informațiilor, numit

bloc de sistem.

Dispozitivele de intrare sunt orice dispozitive care

care informații sunt introduse în computer. Acestea includ: tastatura,

mouse, unități de disc, unități CD-ROM, trackball-uri, pointeri etc.

Un trackball este o minge încorporată într-o tastatură care este diferită

de la mouse, astfel încât să nu fie nevoie să fie mutat pe suprafața de lucru.

Indicatorul este un analog al joystick-ului și este plasat pe tastatură.

Trackball-urile și indicatoarele sunt cel mai frecvent utilizate în portabile

computere, iar în aceste scopuri se utilizează computere de buzunar

touch screen.

Dispozitivele de ieșire a informațiilor includ: afișaj, toate tipurile

imprimante, unități de disc etc.

La computer pot fi conectate și alte dispozitive, de exemplu:

7) modem - un dispozitiv pentru schimbul de informații cu alții

calculatoare prin reteaua telefonica; baza acestui proces este

conversia datelor primite de la procesor din formă digitală în

semnal analogic de înaltă frecvență;

8) scaner - un dispozitiv pentru crearea unei copii digitale a unei imagini

orice obiect;

9) tabletă grafică - un dispozitiv pentru contur de intrare

imagini si grafica.

În plus, puteți enumera și diverși manipulatori, printre

care: joystick-uri, volan. Ionizatoarele sunt, de asemenea, conectate la computer,

plăcuțe de încălzire, mini-frigidere care folosesc un computer ca

sursa de putere.

De asemenea, sunt adesea folosite dispozitive neîntreruptibile.

surse de alimentare care asigură siguranța computerului în timpul supratensiunilor bruște

tensiune sau oprire. Într-un dispozitiv neîntreruptibil

sursa de alimentare este un stabilizator de tensiune, reîncărcabil încorporat

baterii si alternator. În cazul unei pene de curent, această unitate

comută tensiunea pe sine și de ceva timp asigură

energia computerului, care determină funcționarea sa stabilă. Acest aparat

capabil să mențină puterea normală a computerului timp de 3 până la 20 de minute.

Adaptoarele audio sunt folosite pentru redare, înregistrare și procesare

sunet, acestea pot fi plăci de sunetși plăci de sunet. Datele dispozitivului

converti datele digitale ale computerului în semnal audio analogic și

înapoi; Placa de sunet găzduiește mai multe dispozitive diferite care

vă permit să creați un studio de înregistrare bazat pe un computer. La principalele caracteristici

adaptoarele audio includ: adâncimea de biți, numărul de canale de redare (mono

sau stereo), principiul de sinteză utilizat, extensibilitate și compatibilitate.

Calitatea sunetului depinde și de tipul plăcilor de sunet și a sistemelor acustice.

O calitate suficientă a sunetului este oferită de orice difuzoare active și

un sunet mai bun se obține prin conectarea unei plăci audio la intrare

amplificator audio de acasă.

Să ne oprim mai în detaliu asupra studiului celui de-al treilea grup de hardware

fonduri, adică unitatea de sistem. Elementul principal al unității de sistem

este placa de sistem. Se mai numește și placa principală sau de bază, în

documentație, este notat cu abrevierea MB.

Placa de bază joacă un rol semnificativ, din cauza caracteristicilor sale

mult depinde de munca PC-ului. Există mai multe tipuri de plăci de bază,

care sunt de obicei proiectate pentru microprocesoare specifice. Alegere

placa de sistem determină în mare măsură posibilitatea unor actualizări viitoare

calculator. Atunci când alegeți o placă de bază, luați în considerare următoarele:

caracteristici:

Tipuri posibile de microprocesoare utilizate, ținând cont de funcționarea acestora

Numărul și tipul conectorilor magistralei de sistem;

Taxa de baza;

Posibilitate de creștere a memoriei RAM;

Upgradabil sistem de bază I/O (BIOS).

Toate microcircuitele situate pe placa de sistem sunt conectate la

folosind magistrala de sistem. Busul de sistem este proiectat să transmită

informaţii între procesor şi restul componentelor PC-ului. Prin utilizarea

autobuz, atât schimbul de informații, cât și transferul de adrese, serviciu

semnale. Perifericele sunt, de asemenea, conectate la magistrala de sistem

folosind controlere și adaptoare (acestea sunt astfel de plăci speciale).

Placa de sistem conține:

1. Procesor central. Procesorul nu este considerat accidental inima

sau baza unui computer, deoarece este de la acesta că în mare măsură

depinde de performanța întregului sistem.

Un procesor este un microcip care funcționează

operații aritmetice, logice și de control specificate de program

în codul mașinii.

Principalele caracteristici ale procesorului sunt:

Capacitatea registrelor interne (dispozitive de înregistrare, stocare și

citirea numerelor în cod binar);

Adâncimea de biți a magistralei de date și a magistralei de adrese;

Valorile frecvențelor de ceas interne și externe;

Designul conectorului.

2. RAM.

3. Memorie super-rapidă sau cache (în computerele moderne

este deja integrat în procesor).

4. Cipul BIOS este sistemul de bază pentru introducerea și ieșirea informațiilor,

care este un cip de memorie nevolatil în care

Codurile BIOS scrise.

Sistem de bază de intrare-ieșire (Basic Input Output System - BIOS)

este, pe de o parte, o parte integrantă a hardware-ului, pe de altă parte -

unul dintre modulele software ale sistemului de operare. Originea acestui nume este asociată cu

Faptul că BIOS-ul include un set de programe I/O. Cu acestea

Programele OS și programele de aplicație pot interacționa cu ambele

diverse dispozitive ale computerului în sine și cu periferice

dispozitive.

Ca parte integrantă a hardware-ului, sistemul BIOS din PC este implementat

sub forma unui singur microcircuit instalat pe placa de bază a computerului.

Cele mai multe adaptoare video moderne și controlere de stocare au

propriul BIOS, care completează BIOS-ul sistemului.

Are următoarele funcții principale:

1) începeți încărcarea sistemului de operare;

Efectuarea unui test de verificare a tuturor

componente hardware și de sistem critice;

Furnizarea unui program special pentru configurare și instalare

Setări BIOS și configurație hardware PC.

Sarcina principală a BIOS-ului este de a inițializa conectarea la acesta

dispozitive. Imediat după ce computerul este pornit, BIOS-ul verifică

operabilitatea dispozitivelor, stabilește parametrii de nivel scăzut ai funcționării acestora,

după care caută bootloader-ul sistemului de operare pe mediile disponibile

informații și transferă controlul către sistemul de operare. în care

sistemul de operare în timpul lucrului poate schimba majoritatea setărilor,

setat inițial în BIOS.

Adică, ca modul software al sistemului de operare, sistemul BIOS lansează programul

POST (testare automată la pornire -

puterea de autotestare). Când începeți acest lucru

programele testează principalele componente ale computerului (procesor, memorie

si etc.). Dacă aveți probleme la pornirea computerului, adică BIOS-ul nu

poate executa testul inițial, mesajul de eroare va arăta ca

succesiune de semnale sonore.

5. Chipset - un set de cipuri de control. De asemenea, sunt incluse aici

microcircuite auxiliare și controlere de intrare/ieșire a informațiilor. Toate

cipurile auxiliare de pe placa de bază sunt împărțite în două grupuri,

numit nordic şi poduri de sud. Northbridge oferă

conectarea procesorului la RAM și placa video. podul de sud

responsabil pentru conectarea altor dispozitive.

6. Conectori de expansiune, adică sloturi. În ele se conectează

dispozitive suplimentare, cum ar fi tunerele TV (TV), modemurile,

plăci de sunet.

2.2. memorie PC

Memoria computerului este împărțită în internă și externă. Intern

memoria, la rândul ei, este împărțită și în două tipuri – permanentă și

operațională. Memorie numai citire sau memorie numai citire

(ROM) este folosit pentru a stoca permanent informații atunci când computerul este oprit

informațiile nu sunt șterse. Această memorie stochează sistemul de operare, programele de sistem și

datele utilizatorului.

Memorie cu acces aleatoriu sau memorie cu acces aleatoriu (RAM) –

creierul PC-ului. Servește pentru stocarea temporară a informațiilor. Acest aparat,

unde datele și rezultatele sunt plasate în timpul execuției programului

prelucrare. Când computerul este oprit, conținutul memoriei RAM

este sters.

RAM-ul computerului este alcătuit din:

1) principal (contează mai multă memorie);

2) memorie cache;

3) cipuri de memorie pe plăcile de expansiune.

În ceea ce privește memoria externă, este folosită pentru a salva

Rezultate PC. Cea mai comună memorie externă a unui computer este

acestea sunt carduri flash sau unități flash, discuri laser, precum și unități de dischetă

discuri magnetice (adică dischete) și o unitate de disc (de ex.

„Winchester”).

Toate aceste dispozitive vă permit să transferați documente și programe din

de la un computer la altul, stocați informații neutilizate

permanent pe computer, face copii de arhivă ale informațiilor conținute

pe hard disk.

Unitățile de dischetă sunt folosite pentru a scrie și a citi informații de pe dischete.

Cu toate acestea, din cauza fiabilității insuficiente și a volumului mic, acest tip de

dispozitivele nu au fost folosite în ultimii ani.

Cel mai convenabil și mobil și, prin urmare, popular în ultima vreme

timpul sunt considerate carduri flash.

2.3. software pentru PC

Software-ul de calculator este o colecție de programe

proceduri și instrucțiuni, precum și documentația tehnică aferentă,

permițând utilizarea computerelor pentru rezolvarea unor probleme specifice.

După domeniul de aplicare software de calculator

subdivizate în sistemice și aplicate.

Aplicația software este un special

programe care sunt utilizate în rezolvarea anumitor practici

sarcini. În prezent, programatorii au dezvoltat multe aplicații

programe utilizate în matematică, contabilitate și alte domenii ale științei.

Sistemul sau software-ul general acționează ca

„organizator” al tuturor componentelor computerului, precum și al celor conectate la acesta

dispozitive externe.

Astfel, software-ul de sistem este un complex

programe fără de care computerul nu poate funcționa deloc sau pierde

unele proprietăți importante.

Software-ul de sistem este esențial pentru a fi fără probleme

operarea calculatorului, prevenirea echipamentelor informatice personale,

copierea, restaurarea fișierelor, arhivarea

documente, precum și pentru a organiza funcționarea fiabilă a altor programe.

Software-ul de sistem este format din două

Componente:

1) sistem de operare - un întreg complex de programe de control,

care sunt interfaţa dintre componentele PC şi oferă

utilizarea cât mai eficientă a resurselor informatice. sistem de operare

încărcat când computerul este pornit;

2) utilitati - programe auxiliare de intretinere.

Utilitățile includ:

Programe pentru diagnosticarea unui computer - verificați configurația

computer și performanța dispozitivelor sale;

Programe de optimizare a discului - furnizează mai rapid

acces la informațiile stocate pe hard disk prin optimizare

plasarea datelor pe ea. Procesul de optimizare a datelor de pe hard disk

mai cunoscut ca procesul de defragmentare a discului;

Programe de curățare a discului - găsiți și eliminați cele inutile

informații (de exemplu, fișiere temporare, fișiere temporare de internet,

dosare aflate în coș etc.);

Programe de cache pe disc - accelerează accesul la datele de pe disc prin

organizarea în memoria RAM a unui buffer cache al computerului care conține

cele mai frecvent utilizate părți ale discului;

Programe de compresie dinamică a discului - crește volumul

informațiile stocate pe hard disk-uri prin comprimarea dinamică a acestora.

Acțiunile acestor programe nu sunt vizibile pentru utilizator, ele apar

numai prin creșterea capacității discurilor și schimbarea vitezei de acces la

informație;

Ambalatori (sau arhivatori) - împachetează datele în

hard disk-uri prin utilizarea unor metode speciale de comprimare a informațiilor.

Aceste programe vă permit să eliberați spațiu semnificativ pe disc

compresia informatiei;

Programe antivirus - previne infectarea computerului

virus și eliminarea consecințelor acestuia;

Sisteme de programare - un set de programe pentru automatizare

procesul de programare a scenariilor pentru funcționarea unui calculator.

2.4. Conceptul de sistem de operare (OS), funcțiile sale

Sistemul de operare al unui computer este o colecție de software

instrumente concepute pentru a controla direct munca

computer și toate resursele sale hardware.

Pot fi enumerate principalele funcții ale sistemului de operare

următoarele:

1 management de memorie;

2 control I/O;

3 management sistem de fișiere;

4 managementul interacțiunii proceselor;

5 procese de expediere;

7 contabilizarea utilizării resurselor;

8 procesare limbaj de comandă.

Sistemul de operare se ascunde de utilizator complex și inutil

detalii despre funcționarea procesorului computerului și îl prezintă cu un convenabil

interfață pentru muncă, adică o modalitate de a comunica cu un computer.

Cele mai comune sisteme de operare

familii WINDOWS, Linux.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

cuvânt înainte

În prezent, întreprinderile (firmele) utilizează în mod activ tehnologia informatică pentru contabilitate, analiză financiară, controlul asupra onorării comenzilor și contractelor, pregătirea documentelor de afaceri, managementul documentelor, luarea deciziilor de management, comerțul electronic. În același timp, nevoia de specialiști calificați crește. profil economic care au un nivel ridicat de cunoștințe în domeniul informaticii, adaptându-se cu ușurință la starea unei piețe în schimbare rapidă a echipamentelor de calcul tehnice și software, în principal calculatoare personale (PC-uri). În acest sens, scopul disciplinei „Informatică Economică și Tehnologia Informației” este pregătirea studenților specialităților economice pentru utilizare eficientă tehnologii informaţionale moderne în activitatea profesională viitoare.

Principalele sarcini ale disciplinei:

Stăpânirea conceptelor de bază ale informației ca resursă în societatea modernă și modalități de gestionare a resurselor informaționale,

Studierea principalelor etape ale tehnologiei de prelucrare a informațiilor economice (metode de colectare, prelucrare, stocare și prezentare a rezultatelor),

Rezolvarea problemelor economice tipice folosind foi de calcul, SGBD și pachete integrate,

Dobândirea de orizonturi în domeniul tehnologiilor de prelucrare a datelor computerizate de rețea.

Secţiunea 1. Introducere în informatica economică

Tema 1. Concepte de bază ale informaticii

1.1 Informații: clasificarea informațiilor, proprietățile informațiilor

Studiul oricărei discipline începe cu formularea definițiilor termenilor și categoriilor sale fundamentale. O caracteristică a termenului „informație” este că, pe de o parte, este intuitiv pentru aproape toată lumea și, pe de altă parte, nu există o interpretare general acceptată a acestuia în literatura științifică. Termenul de informare provine din latinescul information, care înseamnă „expunere, explicație”. Există mai multe definiții ale conceptului de informație. Informații - un set de fapte, fenomene, evenimente de interes, supuse înregistrării și prelucrării. Potrivit lui K. Shannon (Claude Shannon - inginer și matematician american, fondatorul teoriei informației), informația este incertitudinea îndepărtată. Astfel, în sens larg - informația este o reflectare a lumii reale; într-un sens restrâns - aceasta este o informație despre ceva; aceasta este orice informație care face obiectul stocării, transmiterii și transformării; acestea sunt informații noi despre obiect, acceptate, înțelese și evaluate ca fiind utile de către utilizatorul final. Este necesar să se facă distincția între concepte precum informații, date și cunoștințe. Datele sunt informații prezentate într-o formă convenabilă pentru prelucrare, de ex. aceasta este tot ceea ce poate fi reprezentat pe un mediu oarecare într-o anumită formă (pe hârtie sub formă de numere, pe benzi magnetice și discuri sub formă de zone magnetizate etc.). Informațiile necesare sunt extrase din date. Datele pot fi privite ca materie primă pentru producerea informațiilor. Ca urmare a prelucrării, datele capătă sens și devin informație. Cunoașterea este o informație pe baza căreia este implementat procesul de inferență logică, este un rezultat testat în practică al cunoașterii realității, adică. este cea mai înaltă formă de informaţie.

Clasificarea informațiilor

Informațiile pot fi clasificate după mai multe criterii:

după forma de prezentare, ele disting simbolic (pe baza utilizării simbolurilor - litere, cifre, semne), textual (texte - simboluri situate în ordine anume), grafic (diverse tipuri de imagini), sunet (unde elastice care se propagă în gaze, lichide și solide, percepute de urechea umană și animală);

· conform modului de prezentare, informatiile pot fi analogice – continue (sunet, imagini video, curent electric, tensiune) si discrete (digitale). Informația discretă se bazează pe un număr de niveluri fixe ale reprezentării sale. Să presupunem că lumina poate arde în fereastră sau nu poate arde - două niveluri. Dacă există multe dintre aceste niveluri, putem vorbi despre reprezentarea digitală a informațiilor, de exemplu, putem vorbi despre o clădire cu trei sau cinci etaje. Informațiile analogice sunt continue. Sunetul, de exemplu, poate avea volum și înălțime (frecvență) diferite. Acești parametri se modifică continuu și fără probleme. Cu toate acestea, dacă le setați ca un număr de valori discrete (adică, constante pentru cel puțin o perioadă scurtă de timp), atunci puteți reduce analogic la digital. De exemplu, CD-urile audio optice populare conțin înregistrări de vorbire și muzică în format digital. forma.Aproximativ 44 000 de ori pe secundă, o mostră a semnalului audio este luată și reprezentată (cuantizată) printr-un număr mare de nivele - aproximativ 65.000;

Pe domenii de cunoaștere și aplicare - științifice, tehnice, juridice, industriale, manageriale, economice etc.

Informațiile care asigură producția, distribuția, schimbul și consumul de bunuri materiale și decizia de management organizațional și economic se numesc manageriale. Cea mai importantă componentă a informațiilor de management este informația economică

Informații economice - un set de date utilizate în implementarea funcțiilor de management organizațional și economic al economiei de stat și legăturile sale individuale.

Informația în societatea modernă este considerată o materie primă strategică alături de resurse materiale, energetice, umane și de altă natură. Mai mult decât atât, potrivit oamenilor de știință de frunte ai lumii, tranziția țărilor industrializate de la era energetică la era informațională a început, după cum o demonstrează următoarele fapte:

1) timpul de dublare a cunoștințelor științifice acumulate este de 1 an,

2) costurile materiale pentru stocarea, transmiterea și prelucrarea informațiilor depășesc costurile similare pentru energie,

3) umanitatea a devenit observabilă din spațiu - nivelul emisiei radio de pe Pământ se apropie de nivelul emisiei radio de la Soare.

Astfel, informația este singura resursă de susținere a vieții, nescădere. O resursă de informații este un set organizat de informații documentate, inclusiv baze de date, baze de cunoștințe și alte matrice de informații în toate domeniile de activitate.

Proprietățile informațiilor

Obiectivitate și subiectivitate. Informațiile pot fi obiective sau subiective. Informațiile care reflectă fenomenele și obiectele lumii materiale sunt obiective. Informațiile pe care oamenii (adică subiecții) le creează sunt obiective. Astfel, mesajul că Kazahstanul se învecinează cu China este obiectiv. Pe de altă parte, informația că specialitatea „Sisteme informaționale în economie” este mai bună decât specialitatea „Metode matematice în economie” este subiectivă, întrucât nu există o măsură obiectivă a avantajului unei specialități față de alta.

Completitudinea informațiilor determină suficiența datelor pentru luarea deciziilor sau crearea de noi date pe baza celor existente.

Fiabilitatea informațiilor. Este necesar să se separe informațiile utile de informațiile străine (de interferențe, zgomot și alte distorsiuni).

Adecvarea informațiilor este gradul de conformitate cu starea reală obiectivă a lucrurilor. Informațiile inadecvate pot fi formate pe baza unor date incomplete și nesigure.

Relevanța informațiilor - conformitatea cu momentul actual în timp. Informațiile fiabile, dar învechite pot duce la decizii eronate.

Pe parcursul proces de informare datele sunt convertite dintr-o formă în alta folosind diferite metode de procesare. Prelucrarea datelor include multe operațiuni. În structura posibilelor operațiuni cu date, se pot distinge următoarele:

· colectarea datelor - acumularea de informații pentru a asigura o exhaustivitate suficientă pentru luarea deciziilor;

formalizarea datelor - aducerea datelor din diverse surse în aceeași formă pentru a le face comparabile între ele;

· filtrarea datelor - eliminarea datelor „de prisos”, care nu sunt necesare pentru luarea deciziilor;

· sortarea datelor - ordonarea datelor în funcție de un atribut dat, în scopul ușurinței în utilizare, care crește disponibilitatea informațiilor;

· arhivarea datelor - organizarea stocării datelor într-o formă convenabilă și ușor accesibilă, servește la reducerea costurilor economice ale stocării datelor (economisirea memoriei) și crește fiabilitatea generală;

· protecția datelor - un set de măsuri care vizează prevenirea pierderii, reproducerii și modificării neautorizate a datelor;

transport de date - primirea și transmiterea datelor între participanții la distanță în procesul de informare, în timp ce sursa de date este de obicei numită server în informatică, iar consumatorul este numit client;

· transformarea datelor - transferul datelor de la o formă la alta sau de la o structură la alta.

Astfel, prelucrarea datelor are o intensitate uriașă a muncii care trebuie automatizată.

1.2 Concepte de bază: sistem informaţional, tehnologie informaţională, informatică, cibernetică

Sistem informațional (IS) - un sistem care implementează colectarea, stocarea, prelucrarea și manipularea datelor. Orice întreprindere poate fi considerată un IS, format din elemente, legături între ele, prin care unele informații circulă, sunt prezentate, prelucrate, transmise într-un anumit mod.

SI functioneaza pe baza unor tehnologii informatice (IT). Conceptul de IT include toate dispozitivele, mediile de stocare, metodele de stocare, procesare, principiile schimbului de informații.

Tehnologiile informaționale sunt tehnologii axate pe primirea, prelucrarea și diseminarea informațiilor. De exemplu, întreprinderile IT din anii 60 și 70 ai secolului trecut au fost construite pe baza de telefon, poștă, mesaje verbale etc. IT de la începutul secolului trecut - curieri, mesageri etc. IT-ul etapei moderne - bazat pe e-mail, faxuri, paginare, rețele electronice etc.

O cantitate imensă de informații care circulă în societatea umană modernă nu poate fi procesată fără un computer care să asigure fiabilitatea, acuratețea și promptitudinea, adică. Calculatorul vă permite să eliminați așa-numita barieră informațională (componentele barierei informaționale: comunicativ - distorsiunea și pierderea informațiilor în timpul procesării în sisteme de informare Oh; interlingvistică - prezentarea informațiilor în diverse limbi naționale; geografic - îndepărtarea țărilor și continentelor; și, în final, diseminarea informațiilor - publicarea materialelor în publicații tematic non-core pentru ramura de cunoaștere studiată).

Munca de eliminare a barierei informaționale a dus în cele din urmă la apariția unei discipline științifice independente - informatica. Termenul de „informatică” (informatique) a fost introdus în Franța în anii 1960, format prin contopirea cuvintelor: informație (informație) și automatique (automatizare), pentru a se referi la domeniul prelucrării automate a informațiilor. Există multe definiții ale acestui concept. Să luăm una dintre ele.

Informatica este știința metodelor, a mijloacelor de prelucrare a informațiilor și de rezolvare a problemelor pe calculator. Trebuie să spun că termenul „informatică” nu este general recunoscut în domeniul cunoașterii științifice, în special, în Statele Unite, termenul „informatică” sau pur și simplu „calculatură” este folosit mai des pentru a denumi acest domeniu.

Apropo de informatică, nu se poate ignora cibernetica, mai ales că departamentul care conduce cursul „EI și IT” este departamentul „Cibernetică economică și tehnologii informatice”. Cibernetica este știința care studiază control automatizatîn sisteme dinamice complexe. Anul nașterii și tatăl ciberneticii -1948, Norbert Wiener. Cibernetica se ocupă cu dezvoltarea teoriei controlului, iar informatica studiază procesele de transformare și obținere a informațiilor.

Secțiunea 2. Hardware PC

Tema 2. Tehnic alte dispozitive informatice

2.1 Informații generale despre computere

2.1.1 Definiția și funcționalitatea PC-ului

Un computer este un set de dispozitive concepute pentru a automatiza procesul de prelucrare algoritmică a informațiilor și calculelor.

Totalitatea informațiilor despre computer care sunt semnificative pentru utilizator (funcționale și organizarea structurală, caracteristici și parametri care afectează procesul de calcul) se numește arhitectura computerului.

Caracteristici care definesc arhitectura:

Tehnic și caracteristici de performanta(TEH): performanță (număr de operații pe secundă), capacitatea memoriei, dimensiunile generale, consumul de energie, costul etc.;

Caracteristicile și compoziția modulelor funcționale ale computerului, posibilitatea de conectare a modulelor suplimentare;

Compoziția software-ului de calculator și principiile interacțiunii acestuia cu mijloacele tehnice.

Calculatoarele, ca și oamenii, au generațiile lor. Schimbarea generațiilor de calculatoare are loc aproximativ la fiecare 10 ani, începând cu anul 1945, când a fost inventat primul computer, iar TEC-urile menționate mai sus diferă de la o generație la alta de aproximativ 10 ori în direcția îmbunătățirii (de exemplu, scăderea dimensiunii, productivitatea crește). Fiecare nouă generație de computere este diferită de cea anterioară. element de bază(respectiv generații: tub, tranzistor, pe circuite integrate - IC, circuite integrate mari - LSI și circuite integrate ultra-mari - VLSI).

2.1.2 Principii construcția și schema bloc a unui calculator de tip von Neumann

Celebrul matematician John von Neumann, care a dezvoltat primele calculatoare în 1945, a descris cum ar trebui aranjat un computer. Aceste elemente fundamentale ale proiectării computerelor se numesc principiile lui von Neumann. Majoritatea PC-urilor moderne urmează practic aceste principii. În primul rând, computerul trebuie să aibă următoarele dispozitive:

Unitate logică aritmetică (ALU) care efectuează operații aritmetice și logice;

Dispozitiv de control (CU), care organizează procesul de execuție a programului;

Un dispozitiv de stocare (memorie) sau memorie cu acces aleatoriu (RAM) pentru stocarea de programe și date;

Dispozitive externe (UVV) pentru intrare-ieșire de informații.

Pe fig. 2.1. sunt afișate dispozitivele computerizate și conexiunile dintre ele (liniile simple arată conexiunile de control, liniile duble arată informații). În calculatoarele moderne, ALU și unitatea de control sunt de obicei combinate într-un singur dispozitiv - unitatea centrală de procesare (CPU).

Fig.2.1. Schema bloc generalizată a unui calculator de tip von Neumann.

Programul prin care mașina efectuează un proces de prelucrare a datelor este împărțit în multe mici părțile constitutive numite comenzi. Fiecare comandă definește o parte elementară a procesului de prelucrare a datelor - o operație de mașină. La fel ca întregul proces, fiecare operație are propriile date de intrare, numite operanzi, și propriul rezultat. Rezultatul operației este generat în funcție de operanzi conform regulilor precis definite pentru această operație, care sunt încorporate în proiectarea mașinii. Pentru diferite operațiuni, aceste reguli sunt diferite (în mașini moderne aceste reguli se numesc microprograme), în caz contrar, executarea oricărei operațiuni a mașinii (așa-numitul ciclu sau ciclu elementar al mașinii) are loc conform aceleiași scheme și constă în următoarele acțiuni:

1. Următoarea comandă este primită (citește) de la OP către dispozitivul de control.

2. Dispozitivul de control analizează comanda și determină tipul de operare.

3. Operanzii operației sunt selectați în ALU. De obicei operanzii sunt citiți din OP, dar pentru unele operații sunt conținute în instrucțiunea în sine.

4. În ALU, în funcție de semnalele venite de la dispozitivul de control, se generează rezultatul operației.

5. Rezultatul este de obicei scris pe un dispozitiv de memorie. Pentru unele tipuri de operații, acesta poate fi transferat pe dispozitivul de control sau poate rămâne în ALU, astfel încât să poată fi utilizat de operațiunile ulterioare.

6. Se stabilește ce comandă trebuie executată în continuare, după care puteți reveni la începutul buclei.

Aceasta este o diagramă simplificată a funcționării mașinii; pentru diferite mașini, sunt posibile diferite abateri de la această schemă generală.

PC starea curentă aparțin generației a 4-a de microcalculatoare și sunt construite pe principiul THREE-M, i.e. sens - dimensiune mică, microprogramabilitate și modularitate. Modularitatea sau principiul arhitecturii deschise înseamnă că circuit electronic PC-ul este format din mai multe module - plăci electronice, ceea ce simplifică conectarea dispozitivelor între ele și, de asemenea, vă permite să conectați noi dispozitive după cum este necesar și posibil.

2.1.3 Clasificarea calculatoarelor

1) După scop (clasificare timpurie) - calculatoare principale, mini-calculatoare, micro-calculatoare și PC-uri, care la rândul lor sunt împărțite în profesionale și casnice.

2) După nivelul de specializare, calculatoarele se împart în universale și specializate. Calculatoarele specializate sunt proiectate pentru a rezolva o serie specifică de sarcini. Astfel de calculatoare includ, de exemplu, computerele de bord ale mașinilor, navelor, aeronavelor, navelor spațiale; alte computere sunt concentrate pe lucrul cu grafica Sunt numite computere specializate care combină computerele de întreprindere într-o singură rețea servere de fișiere; iar în World Wide Web - servere de rețea.

3) După dimensiuni standard. PC-urile sunt împărțite în desktop (desktop), portabil (notebook) și de buzunar (palmtop).

4) Prin compatibilitate - sunt luate în considerare compatibilitatea hardware și compatibilitatea software a computerelor.

5) După tipul de procesor utilizat (principalele tipuri de procesoare vor fi discutate în subiectul corespunzător).

2.2 Definiție și set tipic de PC (PC)

PC (PC) - sistem de procesare a datelor cu microprocesor cu o interfață prietenoasă cu utilizatorul.

Un computer personal este un computer universal desktop pentru uz individual.

Caracteristicile sale distinctive:

Compactitate și eficiență, oferind aplicare în masă;

Un sistem de operare simplu care oferă utilizatorilor mijloace simple și convenabile de acces la resursele computerului și instrumentele de management al sarcinilor;

Un limbaj de programare de nivel înalt care vă permite să proiectați proceduri interactive de procesare a datelor;

Facilități de telecomunicații care asigură conectarea unui PC la rețelele de calculatoare și, în consecință, acces la resurse de informații din industrie, regionale, naționale și internaționale.

Completitudinea PC-ului furnizat poate fi diferită și este determinată de nevoile (sau capacitățile) utilizatorilor. Un set tipic de PC este format din patru blocuri structurale: o unitate de sistem și dispozitive externe - un afișaj, o tastatură și un mouse.

2.2.1 Structura PC

Un PC este astfel format dintr-o unitate de sistem și dispozitive externe.

2.2. 1.1 unitate de sistem PC

Unitate de sistem implementează toate procesele principale de prelucrare a informațiilor, stocarea programelor și datelor, gestionează funcționarea tuturor blocurilor, asigurând interacțiunea lor cu sistemul. Capacitățile unui PC sunt în mare măsură determinate de umplerea unității de sistem. Conține: o placă de bază de sistem (a cărei compoziție va fi discutată mai jos), controlere de dispozitive externe, memorie externă - o unitate de disc, unități de dischetă etc.

Carcasele unității de sistem pot varia semnificativ în dimensiune și orientare dimensiune maximă: vertical (Tower - „turn”, Bigtower, Miditower, Minitower, Babytower) și orizontal (Desktop - „desktop”, Slim - „plat”). Cu cât carcasa PC-ului este mai mică, cu atât este mai dificil de actualizat și reparat.

Panoul din spate are un conector pentru alimentare și mai mulți conectori pentru 5, 9, 15 și 25 de pini pentru conectarea dispozitivelor externe. Conectorii au o formă unică pentru a asigura conexiuni clare la ei.

Schema bloc a blocului de sistem este prezentată în fig. 2.2.

Pe placa de sistem există circuite integrate de diferite forme și dimensiuni ale următoarelor elemente:

microprocesor (MP);

un coprocesor

postat pe http://www.allbest.ru/

Orez. 2.2. Compoziția unității de sistem

memoria internă a mașinii: memorie read-only (ROM) și memorie cu acces aleatoriu (RAM);

generator de ceas;

· dispozitiv de control;

controler cu tastatură.

În funcție de producători, plăcile de bază pot diferi unele de altele, dar compoziția principală rămâne (s-ar putea să nu existe un coprocesor sau să existe memorie cache suplimentară etc.).

Elementul principal (creierul) al PC-ului este microprocesorul. Microprocesor - un dispozitiv care implementează toate operațiunile de bază ale procesării și controlului informațiilor, realizate sub forma unui mic circuit integrat(de dimensiunea unei cutii de chibrituri).

Viteza microprocesorului determină viteza computerului. MP diferă între ele prin tip (model) și frecvență de ceas. Frecvența ceasului indică câte operații (cicluri) elementare sunt efectuate într-o secundă și se măsoară în megaherți (MHz). Cu cât modelul MP ​​este mai mare, cu atât este mai mare performanța la aceeași frecvență de ceas, deoarece aceeași operațiune este efectuată în mai puține cicluri.

În istoria dezvoltării MP (de către Intel, principalul producător MP), există 7 generații prezentate în Tabelul 1.

Coprocesor - un dispozitiv care oferă o creștere a vitezei computerului (de 10-15 ori). Nu funcționează întotdeauna, ci doar la nevoie.

Memoria internă a mașinii este formată dintr-o memorie doar în citire (ROM, PP - memorie doar în citire sau ROM - Memorie numai în citire) și memorie cu acces aleatoriu (RAM, OP - memorie cu acces aleatoriu sau RAM - Memorie cu acces în citire).

ROM-ul conține programe și date care determină modul în care computerul va funcționa după pornirea alimentării. Informațiile din ROM sunt scrise din fabrică și nu pot fi modificate de utilizator (adică informațiile sunt citite doar din acesta). Următoarele programe sunt stocate în ROM:

Tabelul 2.1. Caracteristici comparative ale Intel MP

Autotestarea dispozitivelor computerizate după pornire;

· încărcarea inițială a sistemului de operare și sondarea tastaturii - pregătirea inițială a PC-ului pentru lucru;

RAM - memorie volatilă (informațiile din ea sunt șterse după ce mașina este oprită) pentru lucrul operațional cu informații către utilizator (pentru stocarea programelor, a datelor inițiale și a rezultatelor procesării).

Cipurile de memorie sunt amplasate pe placi mici numite module SIMM, DIMM, RIMM (timp de acces de la 70-100 ns).

După cum sa menționat mai devreme, tehnologia de fabricare a microprocesoarelor este îmbunătățită în mod constant, viteza lor crește, ceea ce, la rândul său, necesită o creștere a vitezei OP. Pentru a face acest lucru, utilizați așa-numitul CACHE (SRAM - memorie super-rapidă) - memorie de mare viteză, care stochează părțile cele mai frecvent utilizate ale OP (timp de acces 10-20 ns). Memoria cache este situată între OP și MP. Există trei niveluri de SRAM: L1, L2 și L3. Primul nivel este situat pe cipul microprocesorului însuși (începând de la al 486-lea); al doilea nivel pe placa de sistem sau în interiorul cartuşului cu microprocesor (începând cu Pentium II şi Pentium Pro); al treilea nivel este memoria cache formată prin alocarea și utilizarea unei părți din memoria RAM obișnuită de către programe speciale de sistem.

Controlere și magistrală de date. Pentru funcționarea unui PC, un schimb continuu de informații între dispozitivele PC în general, precum și între OP și dispozitive externe. Acest schimb se numește intrare-ieșire. Pentru a organiza un astfel de schimb, sunt necesare două legături intermediare:

1) pentru fiecare dispozitiv extern există un microcircuit special - un controler sau un adaptor care controlează în mod programatic dispozitivul extern corespunzător (folosind un program de driver).

2) toate controlerele și adaptoarele interacționează cu OP și microprocesorul prin autostrada de date a sistemului - magistrala de date.

Combinația acestor două legături formează interfața de intrare-ieșire - software și hardware de intrare-ieșire.

Busul de date este o autostradă de sistem pentru transmiterea de micro-adrese, date și semnale de control în interiorul PC-ului, constând din conductori (linii de transmisie stripline), și schimb de informații între MP și OP, precum și între controlere și adaptoare de dispozitive externe. Numărul de conductori din magistralele PC stabilește lățimea anvelopelor.

2.2. 1.2 Dispozitive PC externe

Dispozitive externeîn funcție de scopul lor, sunt împărțite în patru grupe:

1) dispozitive de stocare a datelor,

2) dispozitive de intrare,

3) dispozitive de ieșire a datelor,

4) dispozitive de schimb de date.

Să descriem scopul și compoziția fiecăruia dintre grupurile enumerate de dispozitive externe.

1) Dispozitive de stocare - memorie externă. Rolul memoriei într-un PC cu greu poate fi supraestimat. Scopul principal este de a stoca matrice mari de programe și date, de a percepe (scrie) și emite (citește) informațiile necesare cât mai repede posibil. Memoria computerului este formată dintr-un număr de celule numerotate, fiecare dintre acestea putând conține fie date procesate, fie instrucțiuni de program - comenzi. Toate celulele de memorie trebuie să fie la fel de ușor accesibile altor dispozitive din mașină. Unitățile de memorie sunt biți și octeți. Un bit este cantitatea minimă de memorie care poate stoca unul Cifră binară- 0 sau 1. Octet - 8 biți, cea mai mică cantitate posibilă de memorie capabilă să stocheze un singur caracter (litera, număr, etc.) Acesta provine din standardul american ASCII (American Standard Code for Information Interchange), care necesită 8 biți pentru a reprezenta orice simbol. Pentru măsurare volume mari memoria folosește următoarele măsurători:

1 KB (kilobyte) \u003d 1024 octeți \u003d 2 10 octeți,

1 MB (megaoctet) = 1048576 octeți = 1024 KB = 2 10 KB,

1 GB (gigabyte) = 1073741824 octeți = 1024 MB = 2 10 MB,

1 TB (terabyte) = 1024 GB = 2 10 GB.

Datorită faptului că diferite dispozitive PC funcționează la viteze diferite, există și o ierarhie a memoriei: memorie internă, memorie externă și arhivă (Fig. 2.3.).

Sarcină memorie interna, care constă din ROM, RAM și SRAM (memorie cache), asigură viteza mașinii. Este reprezentat de un set de cipuri, ale căror proprietăți sunt susținute de tehnologiile lor. RAM, așa cum se știe deja, este volatilă și are un volum relativ mic, deși are o tendință constantă de creștere, așa cum se poate observa din Tabelul 1.

Memoria externă „alimentează” cea internă. Memoria externă asigură stocarea pe termen lung a matricelor mari de date. Memoria externă este formată din HDD - unități de hard disk, NGMD - unități de dischetă și GCD - unități de pe discuri optice.

NGMD are o unitate de disc și un disc magnetic. Caracteristici importante discul este diametrul (dimensiunea - măsurat în inci) și densitatea de înregistrare. Dimensiunile standard sunt 3.5"" și 5.25"", în plus, există jante de 2.5" și 1.8". Fiecare dintre ele, desigur, are propriile sale unități. O unitate de disc (uneori numită unitate) scrie și citește informații pe un disc folosind un cap magnetic special. O dischetă (floppy disk, floppy disk) este o placă acoperită magnetic plasată într-o carcasă de plastic. Păstratorul de informații este un strat magnetic. Capacul din plastic asigură protecția unui înveliș împotriva influențelor mecanice. La discurile de trei inci, fanta capului magnetic este protejată de mâinile utilizatorului printr-un obturator metalic. Puteți lucra cu un disc numai după ce a fost creată o anumită structură magnetică pe acesta. Procesul de creare a unei structuri magnetice pe un disc se numește formatare.

Ca urmare a formatării, pe disc se formează piste, magnetizate într-un anumit mod și grupate de-a lungul cercurilor concentrice de particule ale stratului magnetic. Piesele sunt împărțite în părți, echipate cu mărci de adresă, care vă permit să căutați în continuare informații. Astfel de părți se numesc sectoare.

postat pe http://www.allbest.ru/

Orez. 2.3. Ierarhia memoriei PC

Ele sunt unitatea de bază a memoriei externe alocate pentru stocarea datelor, deoarece indiferent de cantitatea de informații scrise/citite, la accesarea discului este scris/citit un număr întreg de sectoare. Numerotarea suprafețelor și pistelor începe de la zero, iar sectoarele - de la unu. Capacitatea standard a unui disc reflectă tipul acestuia, așa cum este indicat pe etichetă. Unitățile de 3,5 inci, cele mai populare în prezent, au o capacitate de 1,4 MB. Pentru a crește densitatea de înregistrare, tehnologii moderne, cum ar fi utilizarea unui fascicul laser pentru poziționarea precisă a capului magnetic al dispozitivului, efectul Bernoulli pentru o metodă de scriere/citire fără contact, în timp ce capacitatea crește la 100-200 MB.

HDD de tip „winchester” (hard) are o unitate și discuri. conceput pentru stocarea permanentă a informațiilor utilizate în timpul lucrului cu un PC: programe de sistem de operare (OS), programe de utilizator utilizate frecvent, aplicații diverse. HDD este un sistem format dintr-o unitate, capete de citire/scriere, mai multe discuri media și un controler care asigură funcționarea întregului dispozitiv și transferul de date. Capul magnetic (mai multe capete magnetice într-un poziționator special) este una dintre cele mai importante părți ale dispozitivului. Designul său este îmbunătățit în mod constant. Există următoarele tipuri: monolitice, din ferite; compozit, format din mai multe tipuri de materiale (sticlă, aliaje, ceramică); film subțire, produs prin fotolitografie; magnetorezistiv, format din două capete - pentru scris și pentru citit. Fiecare disc are două suprafețe de lucru. Viteza de rotație a discurilor poate fi: 3600, 4500, 5400,7200,10000,12000 rpm. Odată cu creșterea vitezei de rotație, performanța întregului sistem crește. Hard disk-ul, precum și dischetele, sunt formatate. Parametrii principali ai hard disk-ului includ: timpul mediu de acces (la PC-urile moderne, aproximativ 5-6 ms), viteza de schimb de date (la PC-urile moderne, aproximativ de la 20 la 160 Mb/s, in functie de interfata).

Unități de disc optice (NOD). Principiul de funcționare al tuturor GCD-urilor existente în prezent se bazează pe utilizarea unui fascicul laser pentru înregistrarea și citirea informațiilor. În timpul înregistrării, fasciculul laser (modulat semnal digital) frunze pe stratul activ medii optice urmă, care poate fi apoi percepută prin reflexia fasciculului laser de „citire” de intensitate mai mică.

Astfel de unități sunt împărțite în trei clase în funcție de frecvența de înregistrare a informațiilor de către utilizator: non-inscriptibil, scris o singură dată și reinscriptibil. Neînregistrabile - CD-ROM - asigură utilizarea multiplă a informațiilor înregistrate pe acestea în timpul procesului de fabricație. Pe disc este aplicată o spirală de urmărire de la centru până la marginea discului, constând din puncte reflectorizante și nereflectorizante. Viteza de citire pana la 150 Kb/s, capacitate - 650 Mb. GCD cu o singură înregistrare - CD-R (recordable), WORM-discs - un fascicul laser arde filmul pe suprafața discului, schimbând reflectivitatea. Suprasscrierea nu este posibilă. Astfel de discuri pot fi citite pe orice Unitatea CD ROM. Rewritable - DVD-RAM, (Digital Versatile Disk - digital multi-functional disk) - „hârtii digitale”, au aceleași dimensiuni ca un CD-ROM: diametrul său este de 120 mm, grosimea de 1,2 mm. Poate fi cu o singură față (capacitate - 2,58 GB) sau față-verso (capacitate - 5,2 GB). Perioada de stocare garantată a informațiilor înregistrate pe NOD, conform estimărilor oficiale, este de o sută de ani. Mai mult, puteți stoca informații prezentate sub orice formă: text, grafică, sunet, videoclipuri. GCD-urile reinscriptibile, la rândul lor, sunt împărțite în optice și magneto-optice (MO). Cele magneto-optice au caracteristici și mai bune: o capacitate de 4,6 GB, o rată de schimb de date de 48 Mbps (același parametru pentru DVD și CD este de 10,8, respectiv 1,41 Mbps), cu un timp de acces de 17 ms. Astfel de parametri apropie unitatea MO de modelele moderne de hard disk.

În prezent, tehnologiile de memorie flash sunt dezvoltate pe scară largă. Mai multe despre această tehnologie. Există o opinie că numele FLASH în raport cu tipul de memorie este tradus ca „flash”. Una dintre versiunile apariției sale spune că, pentru prima dată în 1989-90, Toshiba a folosit cuvântul Flash în contextul „rapid, instantaneu” atunci când și-a descris noile cipuri. In general, Intel este considerat inventatorul, care a introdus memoria flash cu arhitectura NOR in 1988 (NOR - Not OR - in matematica booleana inseamna negatia "OR"). Un an mai târziu, Toshiba a dezvoltat arhitectura NAND (NAND - Not AND - în aceeași matematică booleană înseamnă negația "ȘI"), care este folosită și astăzi împreună cu același NOR în cipurile flash. De fapt, acum putem spune că acestea sunt două tipuri diferite de memorie care au o tehnologie de producție oarecum similară.

Tehnologia flash vă permite să echipați memoria sistemului cu proprietăți unice. La fel ca RAM, memoria flash este modificabilă electric în cadrul sistemului, dar ca și ROM-ul, flash-ul este nevolatil și reține datele chiar și după oprirea alimentării. Cu toate acestea, spre deosebire de RAM, flash-ul nu poate fi suprascris octet cu octet. Memoria flash este citită și scrisă octet cu octet și are o nouă cerință: trebuie ștearsă înainte de a putea fi scrise date noi. Scrierea (programarea) memoriei flash este procesul de înlocuire a unui „1” cu un „0”. Ștergerea este procesul de înlocuire a „0” cu „1”, în care blițul este șters bloc cu bloc. Blocurile sunt zone cu adrese fixe.

NAND flash și-a găsit aplicație ca depozit de cantități mari de informații și pentru transferul acesteia. Cele mai comune dispozitive bazate pe acest tip de memorie astăzi sunt unitățile flash și cardurile de memorie. În ceea ce privește flash-ul NOR, cipurile cu o astfel de organizație sunt folosite ca custozi codul programului(BIOS, RAM de computere de buzunar, telefoane mobile etc.) sunt uneori implementate ca soluții integrate (RAM, ROM și procesor pe o singură mini-placă, sau chiar într-un singur cip).

Memory Stick creat in prezent bazat pe tehnologia memoriei flash, cantareste doar 4 g si nu este mai mare decat un baton de guma de mestecat. În același timp, este extrem de durabil și de încredere. Memory Stick-urile sunt utilizate în camerele video, camerele digitale, computerele personale, imprimantele și alte dispozitive electronice.

Streamere - unitățile de bandă magnetică sunt folosite atunci când este necesar să se înregistreze cantități mari de informații atunci când se creează copii de arhivă. Streamerele moderne folosesc casete (cartușe) cu bandă magnetică. Capacitatea cartuselor este de la 250MB la 35GB, in functie de tehnologia de fabricatie.

2) Dispozitive de introducere a datelor. Tastatura este unul dintre principalele dispozitive de introducere a datelor din PC. Principiul de funcționare al tastaturii este destul de simplu: un set de senzori percepe presiunea pe taste și închide într-un fel sau altul un anumit circuit electric. Controlerul tastaturii (semnale de citire) este situat pe placa de sistem a unității de sistem. Cele mai comune două tipuri de tastaturi sunt comutatoarele mecanice și cu membrană. Tastatură standard se conectează la unitatea de sistem folosind un conector cu 5 pini în formă de O (rotund). Mouse-ul se referă și la un dispozitiv de intrare. Există șoareci mecanici și optici. O minge mică este montată în partea de jos a șoarecilor mecanici. Când mișcați mouse-ul, mingea se rotește. Mișcarea semnului luminos (pointerul mouse-ului) este suma vectorilor de mișcare a mouse-ului de-a lungul axelor de coordonate, astfel, se realizează „legarea” mișcării mouse-ului pe masă, cu mișcarea semnului luminos pe ecran. . Șoarecii mecanici pot lucra pe aproape orice suprafață, dar funcționează cel mai bine pe un covor special. Șoareci optici lucrați numai pe un covor în carouri. Celula de pe covor este o grilă de coordonate. Un fascicul de lumină, care traversează liniile, numără mărimea și direcția mișcării. Astfel de șoareci sunt foarte pretențioși la curățenia covorului. Rezoluția este un parametru important al mouse-ului. Este determinată de numărul de impulsuri generate de electronica mouse-ului atunci când se mișcă manipulatorul pe unitate de lungime și este măsurată în puncte pe inch (dpi - dot per inch). Mouse-ul este de obicei conectat la unitatea de sistem printr-un conector tată în formă de D cu 9 sau 25 de pini al unității de sistem. Există și șoareci wireless, dar nu sunt foarte des întâlniți.

Un dispozitiv de intrare suplimentar poate fi un scaner. Un scaner este un dispozitiv de citire optic-electronic care oferă introducerea de texte și alte imagini plate într-o mașină. De obicei, scanerele sunt caracterizate prin rezoluție (gradul de detaliu al imaginii percepute); numărul de nuanțe percepute de alb-negru (scanere cu linii și semitonuri) sau culori (culoare); dimensiunea imaginilor procesate; cost. Funcționarea scanerului se bazează pe principiul conversiei unui fascicul reflectat dintr-un punct dat al originalului într-un cod digital perceput de mașină fie ca cod de nuanță deschisă (intensitate) în scanere alb-negru, fie ca cod de culoare. în cele colorate. Prin urmare, scanerul are o sursă de lumină, senzori și traductoare sensibile.

3) Dispozitivele de ieșire includ sistemul video și imprimantele. Sistemul video pentru PC constă dintr-un adaptor video plasat pe placa de sistem și un afișaj. Adaptorul video, care include memorie video și un procesor specializat, este conceput pentru a converti informațiile de pe PC în semnale video convenționale pentru afișaj. Adaptorul video este amplasat pe o placă separată și este instalat în unitatea de sistem. Display-ul este conectat la adaptorul video cu un cablu special printr-un conector instalat pe spatele plăcii adaptorului video.

Principalii parametri ai adaptorului video (tabelul 2.2.):

1) rezoluție în pixeli orizontal și vertical,

2) moduri de operare (text și grafic - există pentru toți adaptoare moderne; în modul text, ecranul este de obicei împărțit în 25 de linii a câte 80 de caractere fiecare și, prin urmare, are 2000 de caractere; în modul grafic, ecranul este reprezentat de mulți pixeli),

3) numărul de culori,

4) capacitatea de a descărca în mod programatic fonturi (există în toate adaptoarele moderne).

Specificații monitor - dimensiunea ecranului (14-, 15-, 17-, 19-inch), greutate, dimensiuni, consum de energie, cost.

Tabelul 2.2. Caracteristicile adaptoarelor video.

Imprimante - dispozitive de imprimare pentru obținerea de copii „hard” ale unui document. După tip, acestea sunt împărțite în matrice, cu jet de cerneală și laser.

Principiu matrice de funcționare, ca și cel al compostoarelor de transport în comun, fiecare caracter este reprodus printr-un set de puncte-ace (există -9,12,18,24 sau 48 de ace). Capul de imprimare este echipat cu o serie de ace care lovesc la momentul potrivit prin banda de cerneală de pe hârtie. Principalii producători sunt Epson, IBM Graphics.

Inkjet - imaginea este formată din micro picături de cerneală specială suflate pe hârtie folosind duze speciale.

Laser - utilizați principiul xerografiei. Raza laser „desenează” imaginea pe tamburul fotosensibil. Această imagine este reprezentată de distribuția sarcinilor electrice. Pe măsură ce tamburul se rotește, acesta trece pe lângă cartuşul de toner, care este pulbere de cerneală fin divizată. Se creează un model obișnuit, transferat pe hârtie, pe care se rulează tamburul. Prin încălzire, tonerul este topit și fixat pe hârtie. Principalul producător Hewlett-Packard.

Calități de consum acceptabile pentru imprimantele laser:

Rusificarea hardware,

Viteza de imprimare 8 pagini pe minut

Rezolutie 600 dpi,

Cartuș pentru 6,5 mii de pagini,

Tavă alimentare automată hârtie pentru 250 de coli.

Pentru imprimantele laser color, principiul de funcționare este similar cu alb-negru, doar procesul de transfer al tonerului se repetă de 4 ori (pentru a rula tonerele în patru culori).

Dispozitivele de ieșire suplimentare sunt un plotter și un risograf.

Plotter - plotter. Principiul de funcționare - un instrument de scris - un stilou - se mișcă pe hârtie, lăsând un semn.

Un risograf este o mașină de duplicat care poate funcționa atât ca imprimantă, cât și ca scaner. Principiul de funcționare - în primul rând, originalul este citit de scanerul intern și stocat într-un buffer de memorie special. După aceea, dispozitivul face un șablon și imprimă imaginea (60-130 de copii pe minut).

Unul dintre dispozitivele suplimentare PC este o placă de sunet (adaptor). Placa de sunet a fost una dintre cele mai recente îmbunătățiri ale PC-ului. Se conectează la unul dintre sloturile plăcii de bază sub forma unei plăci fiice și efectuează operațiuni de calcul legate de procesarea sunetului, vorbirii și muzicii. Sunetul este redat prin extern difuzoare de sunet conectat la ieșirea plăcii de sunet. Un conector special vă permite să trimiteți un semnal audio către un amplificator extern. Există, de asemenea, o mufă pentru microfon care vă permite să înregistrați vorbirea sau muzică și să le stocați pe hard disk pentru procesare și utilizare ulterioară. Parametrul principal al unei plăci de sunet este adâncimea de biți, care determină numărul de biți utilizați în procesarea semnalelor audio și convertirea lor în formă digitală. Cerință minimă astăzi este procesare pe 16 biți (8 biți nu oferă un efect stereo). Cu cât este mai mare adâncimea de biți, cu atât este mai mare acuratețea conversiei semnalelor audio (analogice) în formă digitală. În prezent, plăcile de sunet pe 32 și 64 de biți sunt cele mai populare.

4) Dispozitive de comunicare de date - include modem, modem fax și adaptor de rețea. Modem și modem fax - dispozitive care conectează un PC la liniile telefonice și, în consecință, la electronice serviciul de informare. Sunt încorporate sub forma unei plăci în unitatea de sistem sau sub forma unei unități separate. Un modem fax transformă un computer într-un aparat de fax. Adaptorul de rețea - este folosit pentru a conecta un computer la o rețea locală. Este ambalat ca o placă de expansiune standard pentru PC.

Secțiunea 3. Software pentru PC

Tema 3. Caracteristicile și compoziția software-ului PC

3.1 Etapele rezolvării problemelor pe calculator

Hardware-ul computerului (hardware) este un instrument universal pentru rezolvarea unei game largi de probleme. Cu toate acestea, aceste probleme pot fi rezolvate doar dacă computerul cunoaște algoritmul pentru rezolvarea lor. Procesul de rezolvare a problemelor pe un PC este precedat de următoarele etape:

1. Enunțarea problemei. Pe această etapă se descrie conținutul, se formulează scopul rezolvării problemei, se analizează datele, se determină condițiile în care se rezolvă;

2. Descrierea (formularea) matematică a problemei. Se realizează o formalizare matematică a problemei, în care relaţiile existente între mărimile care determină rezultatul sunt exprimate prin formule matematice;

3. Elaborarea unui algoritm de rezolvare a problemei: a) alegerea unei metode de rezolvare, b) elaborarea unei scheme de algoritm, luând în considerare acuratețea calculelor, timp, dimensiunea memoriei etc.;

4. Întocmirea unui program într-un limbaj algoritmic;

5. Depanarea programului (corectarea erorilor) si analiza rezultatelor.

3.2 Concepte de bază ale bazelor algoritmizării și programării

Există multe definiții ale conceptului de algoritm. Cuvântul în sine provine de la numele omului de știință grec antic - Mohammed bin Musa al-Khwarizmi, care a descris pentru prima dată acest concept. Un algoritm este o prescripție precisă care definește procesul de transformare a datelor de intrare într-un rezultat final. Un algoritm este o succesiune de operații aritmetice și logice care duc la rezolvarea unei probleme.

Proprietățile generale ale algoritmului

Proprietățile generale ale oricărui algoritm sunt:

· certitudine (determinism) - unicitatea rezultatelor obţinute, indiferent de metodele de soluţionare, utilizator, mijloace tehnice;

· caracter de masă - aplicarea aceluiași algoritm la un set de sarcini de același tip;

eficiență - posibilitatea de a obține un rezultat într-un număr finit de pași;

discretitate - posibilitatea de a împărți procesul în etape separate.

Metode de descriere a algoritmilor (de bază):

· verbal - formulaic, de exemplu, algoritmul de soluție ecuație pătratică,

Diagrama structurală sau bloc, în care următoarele blocuri sunt folosite pentru a scrie algoritmul:

Bloc de început și de sfârșit

Bloc de intrare și ieșire de date

Aritmetica blocului

Bloc logic, pentru verificarea expresiilor logice

Toate blocurile au numerotare continuă, o intrare (pot fi mai multe dintre ele - în funcție de logica sarcinii) și o ieșire, un bloc logic are două ieșiri corespunzătoare execuției unei expresii logice (da - adevărat) și non- execuție (nu - fals). Blocul de start nu are intrare, blocul de final nu are ieșire.

Tipuri de procese de calcul.

Există trei tipuri principale de procese de calcul (structuri algoritmice): liniare, ra ramificate și ciclice, care pot fi folosite pentru a reprezenta structura algoritmului oricărei probleme.

Linear este un proces de calcul în care operațiile sunt efectuate secvenţial, în ordinea în care sunt scrise. Fiecare operațiune este independentă, independentă de orice condiții.

Un proces de calcul se numește ramificare dacă sunt prevăzute mai multe direcții (ramuri) pentru implementarea lui, în funcție de îndeplinirea unei condiții, procesul trebuie să meargă de-a lungul uneia sau altei ramuri.

Un proces se numește ciclic atunci când soluția unei probleme este redusă la mai multe calcule folosind aceleași dependențe pentru valori diferite ale cantităților incluse în acestea. Secțiunile repetate ale acestui proces de calcul se numesc cicluri.

Definiții de program, limbaj de programare, software (software).

Program- datele, descrierea acestora și un algoritm scris într-un limbaj de programare. Acțiunile asupra datelor prescrise de program se numesc operații, iar instrucțiunile elementare în sine sunt numite comenzi. De obicei, programele sunt stocate în memoria externă a computerului. Pentru execuție, acestea sunt încărcate în RAM. Un program care se află în RAM în timp ce computerul rulează se numește program rezident.

Programarea este procesul de creare a programelor folosind diferite limbaje de programare.

Limbajele de programare sunt limbaje formalizate pentru crearea de programe care rulează pe un computer. Limbajele de programare sunt artificiale, cu sintaxă și semantică strict definite. Există diverse limbaje: procedurale, funcționale, logice și orientate pe obiecte.

3.3 Compoziția software-ului PC

Software (software - software) - un set de programe care vă permit să implementați pe un computer prelucrare automată informație. Principalele componente ale software-ului PC sunt:

programe de instrumente (sisteme de programare),

programe de sistem,

pachete de aplicații (APP-uri).

Structura software-ului și relația cu utilizatorul și hardware-ul este prezentată în Figura 3.1.

Programe de instrumente (sisteme de programare) - cu ajutorul lor, utilizatorul creează noi programe pentru PC. Acestea includ instrumente pentru scrierea programelor (limbaje de programare) și convertirea lor în limbaj mașină (traducători). Există două tipuri de traducători: compilatoare - convertesc comenzile limbajului (operatorii) în coduri mașină pentru întregul program și interpreții - convertesc operatorii în timpul execuției programului.

Programe de aplicație - oferă soluții la problemele utilizatorilor. Conceptul cheie aici este pachetul software de aplicație (APP). PPP - un set de programe pentru rezolvarea unei game de probleme pe o anumită temă sau subiect.

postat pe http://www.allbest.ru/

Orez. 3.1. Structura software pentru PC

Există următoarele tipuri de PPP:

scop general,

Orientat pe metodă

orientat spre problemă

Aplicațiile software de uz general se concentrează pe automatizarea unei clase largi de sarcini ale utilizatorului. Acestea includ:

procesoare de text (de exemplu, Microsoft (MS) Word),

Foi de calcul (MS Excel)

sisteme de gestionare a bazelor de date (MS Access),

sisteme de prezentări dinamice (MS PowerPoint),

· GPU-uri(Corel Draw),

sisteme integrate (MS Works),

sisteme de automatizare de proiectare (CASE-tehnologii), etc.

PPP orientat pe metode se bazează pe implementarea diferitelor metode economice și matematice de rezolvare a problemelor:

programare matematică (liniară, dinamică, statistică etc.),

· statistici matematice,

teorii la coadă. Planificarea si managementul retelei.

SPP-urile orientate spre probleme au ca scop rezolvarea unei sarcini specifice (probleme) într-un domeniu specific. Printre acestea: pachete bancare, pachete contabile, pachete de management financiar etc.

Software-ul de sistem asigură operarea și întreținerea unui computer. Se compune din:

sistem de operare (OS)

șoferi,

programe shell,

Cochilii de operare

Utilități (programe auxiliare).

Baza software-ului este sistemul de operare, cu ajutorul căruia utilizatorul comunică cu hardware (hardware) și programe (software) (Fig. 2.1.). Introducerea sistemului de operare a început în același timp cu computerele. Sistemul de operare constă din programe de control și service și oferă două sarcini principale:

1. Suport pentru funcționarea tuturor celorlalte programe și asigurarea interacțiunii acestora cu hardware-ul; alocare de memorie; identificarea diverselor evenimente care au loc în procesul de lucru și reacția la acestea etc.

2. Posibilitatea de control general al mașinii pe baza limbajului de comandă al sistemului de operare, de exemplu, partiționarea discurilor, copierea fișierelor, lansarea oricăror programe, setarea modurilor dispozitivelor periferice.

Șoferii sunt chemați programe speciale pentru a lucra cu dispozitive externe (controlați-le).

Un shell în calcul este un program care este un add-on la un alt program sau un strat între un program și un utilizator. De exemplu, coajă Norton Commander (NC) acționează ca un supliment pentru familia de sisteme de operare MS DOS, facilitând comunicarea cu acesta din urmă.

Shell-urile de operare (Windows 3.x este un exemplu) oferă mai multe mijloace vizuale pentru executarea comenzilor DOS și oferă utilizatorului o serie de servicii suplimentare:

Posibilitatea executării simultane a mai multor programe - multiprogramare,

Afișarea imaginilor pe ecran, editarea lor, crearea de meniuri, ferestre pe ecran etc.

Utilități - programe auxiliare: packere, programe antivirus, diagnosticare computer, cache pe disc etc.

software informatic de operare

Tema 4. Caracteristicile sistemelor de operare pentru PC

4.1 OS, clasificarea OS, tipuri de OS

În subiectul anterior, sistemul de operare a fost definit ca un complex de programe de control și servicii. Funcțiile (numirea) ale sistemului de operare - oferind utilizatorului confortul unei mașini virtuale și creșterea eficienței utilizării unui computer cu gestionarea rațională a resurselor sale. O mașină virtuală este echivalentul funcțional al unui computer imaginar cu configurație dată, simulat de hardware-ul și software-ul unui computer real. Ce înseamnă acest lucru? Procesorul computerului execută instrucțiunile date în limbajul mașinii. Pregătirea directă a unor astfel de comenzi necesită ca utilizatorul să aibă cunoștințe despre limbaj, specificul construcției și interacțiunii hardware-ului. De exemplu, pentru a accesa un fișier stocat medii magnetice informații, trebuie să indicați numărul de blocuri de pe disc și numărul de sectoare de pe pistă, să determinați starea motorului mecanismului de mutare a capetelor de scriere / citire, să detectați erori și să le analizați etc. Adică, nu se poate vorbi despre utilizarea pe scară largă a unui PC, cu excepția profesioniștilor. Prin urmare, a devenit necesară crearea unui sistem de operare - un set de programe care ascund de utilizator caracteristicile locației fizice a informațiilor care gestionează memoria, gestionează întreruperile și resursele mașinii în ansamblu. Ca urmare, utilizatorul este furnizat mașină virtuală, care implementează lucrul la nivel logic.

Documente similare

Conceptul și caracteristicile unui computer personal, părțile sale principale și scopul lor. Mijloace de predare a informaticii și caracteristici ale organizării muncii în biroul de tehnologie de calcul. Echipamente la locul de muncă și aplicație software.

rezumat, adăugat 07.09.2012


Caracteristicile sistemelor de întreținere tehnică și preventivă a echipamentelor informatice. Programe de diagnosticare sisteme de operare. Interconectarea sistemelor control automatizat. Protejarea computerului de influențele externe adverse.

rezumat, adăugat 25.03.2015


Tipuri de software de sistem. Funcțiile sistemelor de operare. Sisteme de gestionare a bazelor de date. Clasificarea SGBD după metoda de accesare a bazei de date. Sisteme de instrumente de programare care asigură crearea de noi programe pe un computer.

rezumat, adăugat 27.04.2016


Revizuirea și caracteristicile software-ului de calculator ca set de programe ale sistemului de procesare a informațiilor. Caracteristică hardware ca un complex de electrice şi dispozitive mecanice incluse în computer. Interacțiunea sistemelor.

prezentare, adaugat 23.12.2010


Compoziția unui computer personal, descrierea unității de sistem, hard disk și laser, tastatură, monitor. Clasificarea dispozitivelor periferice, memoria computerului. Clasificarea software-ului. Învățarea programului de gestionare a bazelor de date Access.

teză, adăugată la 01.09.2011


Informatica este o tehnologie pentru colectarea, stocarea si protejarea informatiilor. Procesarea informațiilor text, software specializat și aplicat. Mijloace tehnice; Bază de date; sisteme informatice automatizate; agenți antivirali.

rezumat, adăugat 12.09.2012


Compoziția sistemului informatic - configurația computerului, hardware-ul și software-ul acestuia. Dispozitive și dispozitive care formează configurația hardware a unui computer personal. Memoria principală, porturi I/O, adaptor pentru dispozitive periferice.

prezentare, adaugat 15.04.2013


Mijloace de automatizare a muncii manageriale și de inginerie. Mijloace de organizare și tehnologie informatică utilizate în furnizarea activităților de management. Compoziția software-ului aplicat al tehnologiei computerelor.

lucrare de termen, adăugată 01/07/2011


Dezvoltarea componentelor software și hardware pentru informatizarea obiectului. Alegerea unei configurații de stații de lucru. Completarea unui computer personal și a unui server pentru a asigura prelucrarea informațiilor. Schema de licențiere software.

lucrare de termen, adăugată 20.12.2012


Fundamentarea necesității sistemelor de management al bazelor de date în întreprinderi. Caracteristici ale dezvoltării unui software de gestionare a bazelor de date care asigură vizualizarea, editarea, inserarea înregistrărilor bazei de date, generarea de interogări și rapoarte.

Fundal tehnic suport informativ Este reprezentată de un ansamblu de mijloace tehnice automatizate interconectate printr-o singură placă, care colectează, acumulează, prelucrează, transmit, emit și prezintă informații, instrumente de prelucrare a documentelor și echipamente de birou, precum și instrumente de comunicare, pentru implementare. schimb de informatiiîntre diferite tehnologii.

Elementul principal al complexului de mijloace tehnice concepute pentru prelucrarea automată a informațiilor în procesul de rezolvare a problemelor manageriale este un electronic Mașină de calcul, sau un computer care poate fi combinat în rețele de calculatoare. Rețelele de calculatoare pot fi de două tipuri: peer-to-peer și cu un server dedicat.

Întreprinderea are 80 de computere conectate la o rețea folosind un cablu torsadat folosind topologia Zvezda.

Serverul comunică cu rețeaua din compania principală, de care depinde direct rețeaua din divizie.

Posturi de lucru pentru angajați:

Calculatoare staționare - 80 buc.

Core 2 duo 7600/i3-2100; RAM 2 Gb; HDD 160/320 Gb; Windows 7.

Echipamente de birou:

Imprimanta HP 2055dn - 2 buc.

MFP Canon MF4570dn - 3 buc.

Program și subsistem matematic

Software (software) - un set de programe care vă permite să organizați soluția problemelor pe un computer. Software-ul și arhitectura mașinilor formează un complex de instrumente funcționale diverse și interconectate care determină capacitatea de a rezolva o anumită clasă de probleme. Cele mai importante clase de software sunt software-ul de sistem și software-ul special (aplicat), reprezentat de un pachet software de aplicație (APP).

Software-ul de sistem este un set de programe care asigură: crearea unui mediu de operare pentru funcționarea altor programe, funcționarea fiabilă și eficientă a unui computer și a rețelelor de calculatoare, diagnosticarea și prevenirea hardware-ului și rețelelor de computere.

Software-ul de sistem organizează procesul de prelucrare a informațiilor într-un computer. Partea principală a acestuia este sistemul de operare (OS).

Majoritatea computerelor rulează pe sistemul de operare Windows XP. Cu toate acestea, există câteva computere care rulează Windows 7.

Software de aplicație - conceput pentru a rezolva sarcini specifice utilizator și reprezintă nivelul de software adresat unei persoane care nu dezvoltă el însuși programe, ci doar le folosește în activitățile sale.

Pe fiecare computer de lucru al unui angajat al companiei, astfel de programe sunt instalate ca:

Opera este un browser de internet conceput pentru a funcționa retea globala Internet.

Microsoft Office-- suite office aplicații create de Microsoft pentru sistemele de operare Microsoft Windows și Apple Mac OS X. Acest pachet include software pentru lucrul cu diverse tipuri de documente: text, foi de calcul, baze de date etc. Microsoft Office este un server de obiecte OLE și funcțiile sale pot fi folosite de alții aplicațiile, precum și aplicațiile Microsoft Office în sine. Suportă scripturi și macrocomenzi scrise în VBA.

Pentru fiecare angajat, este creată o cutie poștală separată care arată ca [email protected]

Skype este un client pentru telefonie prin Internet conceput pentru comunicarea cu clienții și conferințe.

Adobe Reader 6.0 CE - Un program conceput pentru a vizualiza și tipări documente în format PDF. Formatul PDF (PortableDocumentFormat) este unul dintre cele mai comune și convenabile formate pentru prezentarea electronică a diverselor documentații.

IrfanView - Vizualizator și convertor compact și convenabil de fișiere grafice (și nu numai).

Windows Commander este un manager de fișiere.

Subsistemul de securitate

Dezvoltarea noilor tehnologii informaționale și informatizarea generală au dus la faptul că securitatea informației nu numai că devine obligatorie, ci este și una dintre caracteristicile IS. Există o clasă destul de extinsă de sisteme de procesare a informațiilor în dezvoltarea cărora factorul de securitate joacă un rol primordial.

Securitatea se referă la protecția unui sistem împotriva interferențelor accidentale sau intenționate proces normal funcționarea acestuia, din încercările de a sustrage informații, de a modifica sau de a autoriza fizic componentele acesteia.

O amenințare la securitatea informațiilor este înțeleasă ca evenimente sau acțiuni care pot duce la scăderea, utilizarea neautorizată a resurselor informaționale ale unui sistem gestionat, precum și a software-ului și hardware-ului.

Amenințările deliberate la adresa securității informațiilor sunt pasive și active.

Amenințările pasive vizează în principal utilizarea neautorizată a resurselor informaționale IS, fără a afecta funcționarea acestuia.

Amenințările active au ca scop perturbarea funcționării normale a SI prin influențarea intenționată a componentelor acestuia.

Pentru a asigura securitatea informațiilor, compania a organizat diferite niveluri de protecție. În primul rând, este o protecție la nivel fizic, adică ușile sunt încuiate, iar pe ferestre sunt instalate bare metalice.

Protecția stațiilor de lucru personale se bazează pe diferențierea drepturilor de acces prin politicile Active Directory.

BIOS-ul și parolele de conectare sunt setate. Există parole pentru a porni Windows, fiecare utilizator al sistemului are propria sa parolă. Este vorba despre protejarea informațiilor împotriva accesului neautorizat. Antivirusul AviraControlCenter este instalat pe stațiile de lucru ale angajaților pentru a proteja datele de viruși. Principala protecție antivirus este Kaspersky Business Spoace Security.

În continuare, analizăm regulile de utilizare a computerelor personale. Compania are un inginer de securitate. Compania desfășoară un briefing introductiv cu toți cei angajați și un briefing la locul de muncă. Aceasta se consemnează în „Jurnalul de înregistrare a briefingului la locul de muncă” cu semnătura obligatorie a instruitului și instruitorului.

După cum putem vedea, organizația are o bună securitate tehnică. În plus, există și un subsistem de securitate. Ceea ce este foarte bun pentru întreprindere, pentru că Toate computerele au acces la internet.

Descrierea oficială a fluxului de lucru

Documentele de intrare și de ieșire reprezintă 95% din activitatea departamentului de personal (figura 1.1 și 1.2). De asemenea, departamentul de personal este obligat să păstreze un card personal pentru fiecare angajat.

Figura 1.1 - Principalele documente provenite de la departamentul de personal

Figura 1.2 - Principalele documente incluse în departamentul de personal

Compartimentul resurse umane – contabilitate

Departamentul HR trimite departamentului de contabilitate următoarele documente:

Comenzi de muncă;

Ordine privind circulația personalului;

ordine de concediere;

comenzi de concediu;

Foi de spital.

Managementul resurselor umane

Conducerea are dreptul de a cere de la departamentul de personal un raport al unei structuri arbitrare în scopuri de conducere. Data cererii nu este predeterminată, structura raportului poate fi complet arbitrară, deși există unele rapoarte de management „preferate”.

Se pot distinge următoarele tipuri principale de rapoarte către conducere:

Informații individuale despre angajat;

Liste de angajați;

Evenimente (admiteri, concedieri, transferuri, concedii medicale etc.);

Programul personalului.

Compartimentul personal – organe de statistică

La intervale diferite, departamentul de personal este obligat să prezinte mai multe rapoarte către autoritățile de statistică. Printre acestea se numără „Angajat/Concedat”, „Raportare privind numărul mediu de angajați”, etc.

După cum putem vedea, fluxul de lucru în departamentul de personal este destul de mare, există o mulțime de documente de intrare și de ieșire.

De la începutul anilor 80 ai secolului XX, în legătură cu producția de masă și introducerea computerelor personale (PC), ideea de automatizare a sistemului a procesului de proiectare a devenit practic fezabilă pentru organizațiile de proiectare de orice scară: de la un institut mare la un birou privat. Conceptul de CAD, pe de o parte, a devenit mai simplu și este adesea asociat cu un anumit program de calculator. Pe de altă parte, proiectarea de obiecte tehnice complexe este posibilă numai în cadrul CAD ca sistem organizatoric și tehnic, care se bazează pe întregul potențial al tehnologiei informației.

Software-ul CAD este clasificat ca o unitate a următoarelor componente: tehnice, software, matematice, metodologice, informaționale și organizaționale.

2.1. Hardware și software

Suport tehnic- acesta este un set de mijloace tehnice cu ajutorul cărora colectează, prelucrează, stochează, transformă și transferă date referitoare la obiectul de proiectare.

Baza suportului tehnic este tehnologia informatică și, în primul rând, este un computer personal.

Configurația standard a computerului este bine cunoscută (vezi Figura 2.1):

· o unitate de sistem constând dintr-un procesor, RAM, sursă de alimentare, hard disk, alte dispozitive de stocare a datelor, porturi pentru conectarea dispozitivelor periferice;

· tastatura pentru introducerea informatiilor;

· monitor pentru afisarea informatiilor;

· mouse pentru confortul dialogului om-calculator.

Orez. 2.1. Computer personal cu configurație standard

Conceptul de dispozitive periferice include o gamă largă de mijloace tehnice. În primul rând, acestea sunt mijloace de colectare și prelucrare a datelor pentru proiectare. Acestea includ echipamente electronice geodezice (stații totale, sisteme de navigație prin satelit, scanere laser etc.), care fie funcționează direct sub controlul computerelor, fie transmite datele de măsurare sub formă de fișiere computerizate. Informații mai detaliate despre mijloacele tehnice ale cercetărilor inginerești sunt date în cap. 4.

Dacă informațiile inițiale despre drumul proiectat sunt prezentate sub formă de tablete de planuri topografice, atunci pentru a converti informațiile din hârtie în format electronic, scanere(vezi Fig. 2.2, a) . Scanerele pot fi role sau plat. Precizia de scanare a acestuia din urmă este mult mai mare și poate ajunge la 12000 dpi (dots per inch - dots per inch). Când vine vorba de proiectarea obiectelor tehnice complexe, se folosesc scanere de inginerie de format mare A 0 (A 1).

Informațiile grafice de ieșire despre obiectul de design (desene) sunt, de asemenea, tipărite pe plotere în format mare. Metoda de alimentare cu hârtie complotori ca și scanerele, există rulou (Fig. 2.2, b) sau plat. După metoda de aplicare a materiei colorante - laser sau cu jet de cerneală. Întrebarea despre ce ar trebui să fie un desen ingineresc, alb-negru sau color, a fost recent decisă fără echivoc în favoarea culorii. În primul rând, având în vedere progresul semnificativ în domeniul imprimării color, care a devenit puțin mai scump decât alb-negru. În al doilea rând, culoarea conține informații suplimentare despre obiectul proiectat și îmbunătățește eficiența analizei vizuale a unor astfel de desene.

FORMA\* MERGEFORMAT

Orez. 2.2. a) Roll scanner; b) Roll plotter

Dispozitivele periferice ale computerului includ și dispozitive digitale foto și video, care sunt în prezent utilizate pe scară largă în colectarea datelor inițiale pentru proiectarea drumurilor.

Pentru organizarea muncii colective asupra proiectului și schimbul rapid de informații, calculatoarele sunt combinate în rețele locale (intranet) și globale (Internet), ale căror componente tehnice sunt servere, plăci de rețea, modemuri, rețele de fibră optică etc.

Software CAD este împărțit în la nivelul întregului sistemȘi aplicat.

Software-ul la nivel de sistem include, în primul rând, sistemele de operare (OS), care controlează toate procesele care au loc în computere. Apariția și evoluția sistemului de operare a avut loc în paralel cu dezvoltarea computerelor în sine. Dacă crearea primului computer personal este asociată companiei IBM(www. ibm. com ), apoi a apărut primul sistem de operare de masă pentru acest computer de la companie Microsoft( www. microsoft. com) și a fost chemat DOMNIȘOARĂ- DOS.

Calea de evoluție de 14 ani (din 1981 până în 1995) DOMNIȘOARĂ- DOS versiunile 1.0-7.0 au contribuit la introducerea computerelor de la rezolvarea problemelor de inginerie restrânse până la utilizarea lor pe scară largă în toate sferele vieții.

De la începutul anilor 90 pentru a înlocui DOMNIȘOARĂ- DOS vine Windows(din engleza - windows) tot de la firma Microsoft, care vă permite să lucrați cu mai multe programe (ferestre) în același timp, comutând ușor între ele fără a fi nevoie să închideți și să reporniți programe individuale.În stadiul inițial de dezvoltare Windows a acționat ca o interfață grafică pentru DOMNIȘOARĂ- DOS.

Odată cu eliberarea Windows 3.1 (1992) acest sistem de operare este asociat ca unul independent, capabil să lucreze cu mai mult de 640 kb de RAM, cu fonturi scalabile tip adevărat.

Lansat în 1993 WindowsNT(Prescurtare de la New Technology - noua tehnologie) a fost bine primită de dezvoltatori datorită securității sporite, stabilității și avansate. API-interfata Victorie32 , care simplifică compilarea de programe puternice.

În 1995 iese Windows95 – cea mai prietenoasă versiune Windows, pentru instalare care nu necesită preinstalare DOS; aspectul său face PC-ul mai accesibil consumatorului de masă. Windows 95 are un set încorporat de protocoale TCP/ IPși sunt permise nume lungi de fișiere.

Windows 98 (1998) - ultima versiune Windows pe baza miezului vechi, functionand pe fundatie DOS. Sistem Windows 98 browser integrat Internetexplorator 4 și este compatibil cu numeroase standarde hardware noi, inclusiv porturi USB. Versiunile ulterioare de Windows au fost dezvoltate pe baza nucleului NT.

În prezent (din 2001), majoritatea programelor de aplicație, inclusiv CAD, funcționează sub controlul sistemului de operare DOMNIȘOARĂWindowsXP(din engleză eXPerience - experiență).

Nouă interfață specifică domeniului DOMNIȘOARĂWindowsXP vă permite să stăpâniți rapid principiile de lucru cu sistemul de operare, chiar și pentru acei utilizatori care nu au mai întâlnit niciodată sisteme ale familiei Windows. Aplicat în WindowsXP tehnologiile web avansate deschid posibilitatea schimbului de text și mesaje vocale, creând proiecte web de diferite niveluri de complexitate și partajând aplicații nu numai în rețeaua locală, ci și pe Internet.

În mod condiționat, software-ul la nivelul întregului sistem include DOMNIȘOARĂbirou, dintre care un număr de aplicații (editor de text Cuvânt, foi de calcul excela) au devenit standarde de facto în clasa lor de programe. Aproape toate sistemele CAD care generează documente text ca date de ieșire fac acest lucru în mediu DOMNIȘOARĂCuvânt, A forme tabulare- în mediu DOMNIȘOARĂexcela.

Programele de aplicație, pe lângă CAD-ul propriu-zis, includ: vectorizatoare; Programe de prelucrare a datelor geodezice, date de teledetecție; sisteme de management al bazelor de date (DBMS); sisteme de management al documentației de proiectare (CDMS) etc.

Ultimele dintre acestea (QMS) sunt extrem de importante în activitatea organizațiilor de proiectare, deoarece asigură în mare măsură funcționarea sistemelor de control al calității în producția de produse de design.

Dintre numeroasele programe din această clasă, cel mai complet funcțional sistem este ParteLA CARE SE ADAUGA(dezvoltator - compania Lotsia Soft, Moscova, www. lotia. com ).

ParteLA CARE SE ADAUGA este un sistem profesional construit în arhitectura „client-server” bazat pe tipul DBMS Oracol, DOMNIȘOARĂSQL- Server, Sybaseși se distinge prin fiabilitate, performanță, scalabilitate și securitate.

Orez. 2.3. Sistem de gestionare a documentelor Party PLUS

Sistemul conține o arhivă securizată de documente, precum și instrumente încorporate pentru rutarea gratuită și predefinită a documentelor, managementul muncii și al proceselor de afaceri. Sistemul acceptă modul de lucru colectiv paralel al diferitelor grupuri de utilizatori și asigură gestionarea tuturor informațiilor legate de proiect, ceea ce permite angajaților organizației de proiectare nu numai să acceseze descrierea proiectului, ci și să gestioneze informațiile despre acest proiect.

Dacă întreprinderea are mai multe departamente de proiectare distribuite geografic, atunci cu ajutorul ParteLA CARE SE ADAUGA puteți organiza interacțiunea funcțională a departamentelor aflate la distanță atunci când lucrați la mai multe proiecte.

ParteLA CARE SE ADAUGA are funcția de a menține un istoric al tuturor modificărilor inginerești în structura proiectului, capacitatea de a compara starea curenta cu statut la orice dată. Există instrumente de suport pentru proiectarea multivariantă cu stocarea opțiunilor care nu sunt incluse în proiectul principal, instrumente de suport pentru lucrul cu versiuni de document. Este posibil să setați analogi sau elemente înrudite pentru un element de proiect, grupați elemente după diverse criterii.

Sistem ParteLA CARE SE ADAUGA universal, maxim flexibil pentru rezolvarea problemelor din diferite ramuri ale ingineriei, inclusiv industria rutieră, și concentrat pe lucru egal cu diferite sisteme CAD.

2.2. Suport matematic și metodologic

Suport matematic este un set de metode analitice și numerice, modele matematice și algoritmi pentru efectuarea procedurilor de proiectare. Utilizarea anumitor metode depinde de nivelul de dezvoltare a CAD, de proprietățile obiectelor de proiectare și de natura sarcinilor care se rezolvă.

În etapa inițială a dezvoltării CAD, metodele de proiectare manuală au fost algoritmizate. Acest lucru a contribuit la reducerea timpului de proiectare, dar calitatea soluțiilor de proiectare practic nu s-a îmbunătățit.

Prima lucrare în domeniul optimizării soluțiilor de proiectare a început în anii 70 și a fost asociată în primul rând cu proiectarea unui profil longitudinal. Lucrările lui E.L. Filshtein și metoda sa de „iterații ale limitelor”, V.I. Struchenkov și metoda sa de „proiectare în gradient” au stabilit poziția liniei de proiectare a profilului longitudinal, ținând cont de minimizarea lucrărilor de terasament. Deja în această etapă, a fost necesar să se abandoneze prezentarea liniei de proiectare sub forma unei secvențe de linii drepte și arce de cerc și să se comute la modelul liniei de proiectare sub forma unei linii întrerupte (spline liniară). . Cu toate acestea, aceste metode nu au afectat principiile generale (de bază) ale topografiei și proiectării autostrăzilor.

Tranziția în anii 90 la automatizarea sistemului de proiectare a drumurilor bazată pe modele digitale de teren a condus la o schimbare semnificativă a întregii tehnologii de proiectare și cercetare.

În perioada proiectării „manuale” a drumurilor, s-au efectuat sondaje geodezice folosind metoda „pichetului”. Esența acestei metode este următoarele etape de lucru:

· Trasarea pe teren a drumului. Totodată, traseul tangențial al traseului este în același timp și cursul principal pentru toate lucrările de marcare ulterioare, atât la etapa de sondaj, cât și la etapa de construcție.

· Fixarea planificată la mare altitudine a traseului cu repere de pe marginea drumului și stâlpi de colț.

· Defalcarea pichetării de-a lungul traseului. Nu doar punctele de pichet sunt sparte și fixate, ci și punctele pozitive (caracteristice) asociate cu pauzele de relief, intersecția fluxurilor de apă, utilități și drumuri.

· Nivelare geometrică longitudinală dublă a traseului conform staționării acceptate.

· Secțiuni transversale de fotografiere. La trasarea pichetului de-a lungul traseului, secțiunile transversale sunt trasate simultan în toate punctele de pichet și pozitive. Pe secțiunile drepte ale traseului, secțiunile transversale sunt rupte perpendicular pe axa drumului, iar pe secțiunile curbe - perpendicular pe tangenta traseului. Lungimea diametrului este luată astfel încât suportul cu toate elementele sale structurale să fie amplasat în el.

Se efectuează sondaje transversale pentru a construi profile longitudinale și transversale de-a lungul traseului acceptat pentru proiectarea ulterioară a subsolului, organizarea unui sistem de drenaj de suprafață, calculul volumului de terasamente și pregătirea documentației de proiect.

După cum rezultă din cele de mai sus, prin metoda sondajului „pichet”, modificarea poziției traseului și, în consecință, toate celelalte proiecții în faza de proiectare nu este posibilă. Astfel, creativitatea activitati ale proiectului cu această metodă este limitată din cauza poziției predeterminate a traseului rutier, ceea ce afectează semnificativ calitatea soluțiilor finale de proiectare. De asemenea, remarcăm că în condițiile de teren ale trasării, în lipsa echipamentelor informatice, inginerul sondaj s-a limitat la o schemă elementară de rotunjire a traseului de tip „clotoid-curbă circulară-clotoid”, care putea fi defalcat după tabelele de defalcare corespunzătoare.

O perspectivă complet diferită este deschisă de metoda „fără pichet” a cercetărilor rutiere, a cărei utilizare prioritară a devenit posibilă datorită realizărilor taheometriei electronice și tehnologiei informatice.

Cercetarea acestei metode constă în următoarele:

· În banda de posibile soluții de proiectare, determinate în faza de pre-proiectare, se așează și se fixează pasajul principal (rețeaua de pasaje).

· Se efectuează o cercetare taheometrică a benzii de variație. În același timp, este asigurată o productivitate ridicată a muncii, deoarece toate măsurătorile necesare pentru a determina coordonatele spațiale ale punctelor de cercetare ale terenului sunt efectuate într-un complex folosind un singur instrument geodezic - o stație totală.

· De la o stație totală electronică, un model digital de teren este citit în computer, care este baza pentru toate procedurile de proiectare ulterioare.

Rețineți că prin metoda sondajului „fără pichet”, locația traseului este determinată nu în faza de sondaj, ci în faza de proiectare (în condiții de birou). Acest lucru face posibilă variarea locației traseului în aproape orice etapă de proiectare, utilizarea celor mai moderne metode matematice, inclusiv cele de optimizare, pentru a determina locația traseului și descrierea acestuia.

Având în vedere natura 3D a DSM-ului și a suprafețelor pe care le generează, apare o oportunitate unică de trasare spațială a drumurilor. În prezent, metodologia și algoritmii de urmărire spațială sunt dezvoltați cu succes în cadrul CAD și ar trebui să umple în curând arsenalul de tehnologii avansate pentru practica de proiectare a drumurilor.

Dintre numeroasele metode de matematică computațională care au devenit disponibile în condițiile automatizării sistemului de lucrări de proiectare, ne vom concentra pe spline și curbe Bezier utilizate în trasarea automată a drumurilor în plan și profil longitudinal.

spline de interpolare. După cum știți, termenul „spline” provine de la numele instrumentului de desen - o riglă subțire de metal sau lemn care se îndoaie astfel încât să treacă prin punctele date ( x i, y eu= f(x i)).

Apoi, spline-ul în poziția de echilibru ia o formă care își minimizează energia potențială. Și în teoria grinzilor se stabilește că această energie este proporțională cu integrala pe lungimea arcului din pătratul curburii splinei:

in conditii S(x i) = y eu.

Orez. 2.4. Contururile splinei ca analog matematic al riglei

Splinele pot fi definite în 2 moduri: pe baza acordului reciproc al funcțiilor simple și din rezolvarea problemei de minimizare.

Splinele determinate prin prima metodă includ spline de interpolare, care sunt necesare pentru reprezentarea analitică a informațiilor date discret.

Splinele de netezire sunt cel mai adesea determinate pe baza celei de-a doua metode. Netezirea splinelor ar trebui să găsească cea mai largă aplicație pentru optimizarea acelor soluții de proiectare care, la etapa inițială a analizei, sunt, de regulă, aproximative.

În practica de proiectare, de regulă, se folosesc spline de gradul 1 și 3. Spline-urile de gradul I (liniare) servesc, în primul rând, ca o ilustrare bună și accesibilă pentru înțelegerea proceselor de construire a algoritmilor spline și, în al doilea rând, sunt suficiente pentru a descrie elemente geometrice drumuri reprezentate ca linii întrerupte (pasaje principale și tangențiale, profile longitudinale și transversale ale solului etc.).

Spline de gradul I. Spline de gradul I (linii întrerupte) sunt destul de simplu de înțeles și, în același timp, reflectă proprietățile de bază ale funcțiilor spline. Din punct de vedere matematic, o spline de gradul I este o funcție continuă pe bucăți, descrisă pe fiecare segment printr-o ecuație de forma:

y= un i+ b i x, (2.2)

Unde ieste numărul intervalului considerat între nodurile de interpolarex i Și x i + 1 .

După cum se poate observa din formula (2.2), pe intervalul elementar forma ecuației nu diferă de expresia general acceptată în linie dreaptă. În general, ecuația unei polilinii (spline de gradul I) sub formă de matrice poate fi scrisă ca:

(2.3)

Acest sistem de ecuații liniare nu necesită o soluție comună și se descompune în soluții ale fiecărei ecuații separat. Spline, a cărui soluție este asociată cu calculul subsistemelor de dimensiuni mici, în acest caz– ecuații de ordinul întâi, le vom numi locale.

O spline de interpolare de gradul 1 este o polilinie care trece prin puncte (x i , y i). Pentru populație x i(i = 0, 1,… ,n) în intervalul [ a, b] în acest caz, condiția x i 1 .

Folosind polinomul Lagrange, se poate construi o spline pentru interval eu-(eu + 1):

(2.4)

Desemnare S 1 (X ) va fi înțeles ca o funcție spline de gradul I. În caz contrar, ecuația (2.4) se poate scrie:

(2.5)

Dacă acceptăm o, forma ecuațiilor (2.2) și (2.5) coincide. Pentru a construi un algoritm și a elabora o procedură pentru construirea și calcularea unei spline, trebuie să vă amintiți doar 2 n+2 numere.

Spline de gradul 3. Splines de gradul 3 (cubic) este o funcție continuă pe bucăți (continuitatea derivatelor 1 și 2) constând din segmente de parabole cubice.

În prezent, există mulți algoritmi pentru construirea și calcularea spline-urilor cubice pe un computer, ceea ce se datorează utilizării lor pe scară largă în rezolvarea problemelor tehnice legate de interpolarea curbelor și suprafețelor.

La rezolvarea problemei, între n noduri există n–1 fragmente de curbe cubice, iar curba cubică, la rândul ei, este determinată de 4 parametri. Deoarece valoarea funcției și derivatele 1, 2 ( Xs, X¢ s, X² s) sunt continue în toate ( n–2)-x noduri interne, atunci avem 3( n-2) condiţii. în noduri Xsi= X i n se impun mai multe condiţii Xs. De aici obținem 4 n-6 conditii. Pentru a defini unic o spline, sunt necesare încă două condiții, care sunt de obicei asociate cu așa-numitele condiții de limită (limită). De exemplu, este adesea luat simplu. În acest caz, obținem numărul necesar de condiții pentru determinarea spline-ului natural sub forma:

Dezavantajul acestei spline este că nu are capacitatea de a schimba forma în zona dintre două puncte de interpolare fixate rigid. Numai prin deplasarea unuia dintre punctele de interpolare se poate realiza o modificare a formei curbei spline. În același timp, datorită faptului că spline de interpolare cubică se referă la metode non-locale de aproximare, valorile sale în puncte care nu coincid cu nodurile grilei Δ: A= X 0xN= b, depind de totalitatea cantităților fi = f(x i), i= 0, 1 ,…, N, precum și asupra valorilor condițiilor la limită la puncte A, b; în consecință, efectul dorit de modificare a formei curbei spline într-un loc al intervalului de interpolare poate fi blocat de modificări nedorite în restul intervalului.

Cu toate acestea, sunt cunoscute metode de a face față acestui fenomen neplăcut. Aceasta este, în primul rând, utilizarea interpolărilor locale de tip hermitian, pentru care valoarea spline-ului pe intervalul dintre nodurile grilei depinde de valorile funcției și ale derivatelor sale numai dintr-o vecinătate a acestui interval.

În al doilea rând, interpolarea bazată pe spline raționale. Păstrând una dintre cele mai importante proprietăți interpolarea spline cubice - simplitatea și eficiența implementării computerului - splinele raționale au capacitatea de a aproxima funcții cu gradienți mari sau puncte de întrerupere, eliminând în același timp oscilațiile inerente unei spline cubice convenționale.

O funcție spline rațională se numește funcție S(X), care la fiecare interval de interpolare [ x i, x i+1 ] este scris ca

(2.7)

Unde t =(x-x i)/h i , h i = xeu + 1 - x i ,p i ,qi– numere date, -1 p i ,q i și este continuă împreună cu derivatele sale prima și a doua.

Din expresia (2.7) se poate observa că pt p i = q i = 0, i = 0, 1,…, N-1, spline-ul rațional devine o spline cubică obișnuită. În plus, putem presupune că spline de gradul întâi este, de asemenea, un caz special al spline cubic, deoarece pentru toate p i , q i –>∞,i = 0, 1,…, N–1, corect S(X)–> fi(1– t)+ fi +1 t ,XÎ [x i ,x i +1 ].

Astfel, se poate aștepta ca atunci când se utilizează spline raționale, printr-o alegere adecvată a parametrilor liberi p i, q i realizat precizie ridicată aproximări în zone cu suficientă netezime a funcției interpolate, iar în zone cu gradienți mari, cerințele de natură calitativă - convexitate și monotonitate - sunt satisfăcute.

Utilizarea unei funcții spline raționale face posibilă descrierea urmei cu o dependență uniformă cu aproximarea maximă a urmei date de elementele tradiționale. Variarea valorilor coeficienților piȘi q i , este posibilă simularea completă a elementelor tradiționale ale planului de traseu (linie dreaptă, curbă circulară, clotoide) prin funcția spline.

Punctul „slab” în justificarea splinelor de interpolare ca aparat matematic universal pentru trasarea drumurilor este ipoteza (condiția) că nodurile de interpolare sunt alocate corect de către proiectant și nu sunt supuse corectării la calcularea valorilor splinei. în sine.

Să analizăm cum este atribuită locația nodurilor în practică?

Dacă trasarea se realizează pe baza unei hărți sau a unui plan topografic, atunci se trasează o linie de schiță a drumului, care, în opinia proiectantului, este cea mai potrivită în condițiile date, „de mână” sau cu ajutorul a dispozitivelor mecanice. Apoi, nodurile de interpolare sunt fixate pe linia de schiță și coordonatele lor sunt măsurate. În același timp, nu există algoritmi strict formalizați pentru alocarea locației nodurilor, există doar un număr de sfaturi practice. În special: aranjarea frecventă a nodurilor duce la oscilații ale curburii unei astfel de spline din cauza erorii inevitabile de captare a coordonatelor nodurilor de interpolare; localizarea lor rară provoacă abateri semnificative ale urmei spline de la linia de schiță care o generează.

Dacă trasarea este efectuată pe baza sondajelor de teren, atunci nodurile de interpolare spline, în acest caz, sunt puncte de sondaj model digital terenului iar eroarea de stabilire a coordonatelor acestora este si mai evidenta datorita prezentei erorilor de natura aleatorie si sistematica.

O bună aproximare a urmei spline față de versiunea de schiță și, în același timp, netezimea (netezimea) suficientă a acesteia poate fi realizată, de regulă, numai cu multiple ajustări intuitive ale nodurilor de interpolare de către proiectant.

Rezultă de aici că splinele de interpolare nu sunt un instrument matematic pentru trasarea optimă, ci doar un instrument convenabil și, în multe probleme, extrem de eficient pentru prelucrarea computerizată a soluțiilor de proiectare schițată. Calitatea unor astfel de soluții depinde în principal de calificările proiectantului.

Din raționamentul de mai sus rezultă că formularea problemei de trasare pe bază de spline ar trebui să presupună următoarele: nodurilor de interpolare ale traseului schiței, iar în cazul reconstrucției, ale traseului inițial, li se atribuie aproximativ (cu o toleranță) și locația lor exactă este calculată în funcție de anumite modele, ținând cont de o serie de setări ținte fundamentale ale procesului de urmărire. În terminologia matematică, această problemă poate fi atribuită problemelor de generare a formelor geometrice din descrierile lor brute (aproximative) sau probleme de netezire.

Netezirea canelurilor. Ca aparat matematic pentru rezolvarea problemei trasării drumurilor, se folosesc spline de netezire, care minimizează funcționalitatea formei:

sub restricții, de exemplu,

În fișa funcțională q = 1, 2; S(x i) este o spline; r i este coeficientul de greutate al nodului de interpolare; f 0 (x i) este funcția de aproximare inițială.

Restricțiile pot fi foarte diferite, iar în cazul trasării drumurilor acestea sunt: ​​restricții asupra razei admisibile, direcția traseului în plan și panta în profil longitudinal etc. În acest caz, pentru caneluri ale gradul trei, așa-numitele „condiții de limită” trebuie adăugate la puncte X 0 = A ,x n =b, care asigură unicitatea construcției splinei. De exemplu, acestea pot fi condițiile pentru o anumită direcție inițială și finală a secțiunii proiectate a traseului S¢ (x a), S¢ (xb).

Din forma de scriere a condițiilor comune (2.8) - (2.10) rezultă că aceasta este o problemă de optimizare condiționată.

Condiția (2.9) permite deplasarea nodurilor de interpolare în coridorul de variație stabilit conform unui algoritm dat. Semnul finalizării procesului de optimizare iterativă este îndeplinirea condiției (2.10) și înseamnă că la fiecare pas iterativ ulterior deplasarea niciunuia dintre noduri nu va depăși valoarea d.

Dacă este în stare (2.9) ei= 0, apoi ajungem din nou la conceptul de spline de interpolare. De aici devine evident că splinele de interpolare sunt doar un caz special de spline de netezire.

Alegerea splinelor de netezire pentru o analiză mai detaliată numai sub formă de polinoame algebrice și numai de gradul 1 și 3 din întreaga varietate se datorează faptului că acestea sunt cele mai simple din implementare pe calculator spline și, în același timp, au suficiente proprietăți aproximative pentru descrierea contururilor traseului și analiza diferențială a acestuia. În cazul spline-urilor de gradul 1, această analiză (derivatele 1 și 2) poate fi efectuată ca diferențe divizate, iar pentru spline de gradul 3, prin diferențierea directă a funcției.

Funcțional (2.8) modelează problema trasării drumurilor în timpul reconstrucției lor, care constă în realizarea unei abateri minime a traseului proiectat față de cel existent, prevăzând în același timp panta și curbura în profilul longitudinal, precum și curbura și viteza. creșterea curburii în plan conform cerințelor SNiP pentru această categorie de drum. Abaterea minimă se realizează datorită celui de-al doilea termen, iar condițiile de curbură și pantă - primul termen al funcționalului (2.8).

Când doi termeni sunt minimizați împreună, relația dintre ei este controlată de coeficienții de greutate r i , care trebuie normalizat într-un anumit fel.

Să luăm în considerare posibilitățile de optimizare ale funcționalului (2.8) în ordinea complexității crescânde.

Al doilea termen al funcționalului

cunoscută ca metoda celor mai mici pătrate și este o funcție n+1 variabilă S(x i), i = 0, 1,…, n. Minimizarea acestuia din urmă se descompune în acest caz în minimizarea termenilor individuali independent pentru fiecare variabilă.

În cazul utilizării spline de gradul I, primul termen al funcționalului (2.8) se va scrie ca

.(2.12)

Luați în considerare o aproximare liniară a funcției lungimii arcului curbei

(aici se presupune că | S`(X)| puţine). În mod evident, soluția problemei minimizării funcționalei (2.13) coincide cu rezolvarea problemei liniarizate a găsirii unui element de lungime minimă. Soluția rezultată este adesea numită spline într-o mulțime convexă.

După înlocuirea primei derivate a splinei, care în acest caz coincide cu diferența împărțită, aceasta va lua forma

(2.14)

Unde Bună= x i +1 –x i.

Diferențierea față de variabilă S(x i) și adăugați doi termeni consecutivi ai ecuației care conține această necunoscută:

Echivalarea sumei rezultate cu zero și exprimând necunoscutul S(x i), primim

Aici semnul „=" reprezintă operatorul de atribuire. Dacă luăm uniform pasul de interpolare, adică h i =const, atunci procesul de optimizare (iterații pas cu pas) în interpretarea grafică va fi destul de clar (Fig. 3. 10).

Convergența rapidă a procesului iterativ face posibilă recomandarea acestei metode pentru dezvoltarea preliminară a soluțiilor de proiectare pentru linia de proiectare a profilului longitudinal. În acest caz, raza de curbură și panta liniei de proiectare pot fi controlate prin trasarea primei și a doua diferențe împărțite.

Orez. 2.5. Interpretarea grafică a netezirii spline liniare

Considerarea în comun a sumei funcționalelor (2.12) și (2.14) ne oferă o formulă recursivă pentru optimizare:

Convergența procesului iterativ aici, în comparație cu formula (2.17), este mai mică și depinde în esență de cantitate r i. Coeficientul de greutate r i vă permite să încetiniți sau să accelerați procesul iterativ în puncte individuale (noduri) și poate servi, de exemplu, pentru o linie de proiect, ca mijloc de contabilizare pentru volumul sau costul construirii unui subnivel (lucrări rutiere) pe o secțiune de unitate de lungime.

Luați în considerare primul termen al funcționalului (2.8) aplicat spline-urilor cubice:

În mod similar, soluția problemei spline într-o mulțime convexă descrie (într-o formulare liniarizată) poziția ocupată de o bară elastică în coridorul constrângerii. Când derivata a doua este înlocuită cu a doua diferență împărțită, această funcțională va lua forma:

Unde S¢ (x a), S¢ (xb) sunt una dintre condițiile la limită posibile pentru o spline cubică. În raport cu linia de proiectare, aceasta este panta în inițial ( x a) și final ( xb) puncte ale tronsonului proiectat de drum.

Diferențierea și însumarea ecuațiilor ne vor oferi formulele recurente corespunzătoare, care sunt detaliate în literatura specială.

Proiectarea curbelor de drum în plan conform schemei clasice „clotoid – curbă circulară – clotoid” este destul de rezonabilă din punct de vedere teoretic, dar în practică o astfel de schemă are multe defecte și inconveniente. Fără a intra în esența lor, observăm că dacă aplicăm orice funcție care ar putea singură într-o oarecare măsură să modeleze schema clasică (curba compusă), atunci din punctul de vedere al comoditatii algoritmizării și al organizării dialogului „inginer-calculator”, acest lucru ar fi suficient de eficient.

curbe Bezier.În 1970 Pierre Bezier (matematician francez) a selectat componentele polinomului cubic parametric în așa fel încât semnificația lor fizică a devenit foarte clară și foarte potrivită pentru rezolvarea multor probleme aplicate, inclusiv în scopul proiectării drumurilor după principiul „urmei tangenţiale”.

Formula Bezier pentru polinomul cubic ( n= 3) are următoarea formă.

Lăsa r i = , i= 0, 1, 2, 3, apoi pentru 0 ≤ t≤ 1:

sau sub formă de matrice:

Matrice M numit matricea de bază curba bezier cubica.

Curba, reprezentată în formă Bezier, trece prin puncte r 0 și r 3 , are o tangentă în punct r 0 , regizat din r 0 la r 1 și tangenta în punct r 3 dirijat din r 2 k r 3 .

Direct R 0 R 1 , R 1 R 2 și R 2 R 3 formează o figură numită linie întreruptă caracteristică (definitoare), care predetermină contururile curbei Bezier (Fig. 2.6).

Pentru a desena o curbă, specificați puncte R 0 și R 3 prin care trebuie să treacă curba, apoi pe tangentele dorite la această curbă în puncte R 0 și R 3 puncte de referință R 1 și R 2. Modificarea lungimii segmentelor R 0 R 1 și R 2 R 3 variază contururile curbei, dându-i forma dorită.

Orez. 2.6. Segment al unei curbe cubice Bezier

Principala cantitate controlată în proiectarea curbelor în plan este raza de curbură. Pentru a calcula raza de curbură în fiecare punct al curbei, este necesar să se cunoască valorile primei și a doua derivate ale razei-vectorului punctului. Pentru o curbă Bezier cubică, prima și a doua derivată sunt calculate folosind formulele de mai jos:

Apoi curbura (reciproca razei de curbură) se calculează cu formula:

Pe lângă curba Bezier de ordinul 3 (cubică), curbele Bezier de ordinul 2, 4 și 5 pot fi utilizate și pentru trasarea drumurilor. Formulele corespunzătoare pentru calcularea vectorilor de rază (și derivatele acestora) pentru aceste curbe sunt prezentate mai jos.

Curba Bezier de ordinul 2:

Curba Bezier de ordinul 4:

Curba Bezier ordinul 5:

Unirea curbelor elementare Bezier γ (1) , γ (2) ,…, γ ( l) , pentru care punctul final al curbei γ ( i) , i= 1, 2,…, l - 1 coincide cu punctul inițial al curbei γ ( i+1) , obțineți o curbă Bezier compozită. Dacă fiecare curbă γ ( i) este dat de o ecuație parametrică de formă

r = r (i) (t), 0 ≤ t≤ 1,

atunci această condiție este scrisă după cum urmează:

r (i) (1) = r (i +1) (0), i= 1, 2,…, l–1.

În special, pentru tangentei unei curbe Bezier compuse definite de un set de puncte P 0 , P 1 , …, P m , schimbat continuu de-a lungul acestei curbe, este necesar ca triplele vârfurilor P 3 i -1 , P 3 i, P 3 i +1 (i≥ 1) erau coliniare, adică se așează pe aceeași linie dreaptă (vezi Fig. 2.7).

Orez. 2.7. Curba bezier cubică compusă

Curbele spațiale Bezier. Mai sus, în discuția despre curbele Bezier, s-a înțeles locația plană a punctelor de referință ale urmei și, în consecință, s-a luat în considerare reprezentarea doar a curbelor plate. În cazul general, punctele de referință ale poliliniei caracteristice Bezier sunt date de punctele spațiului tridimensional Pi(x i, y eu, z i), i= 0, 1 ,…, m.

Apoi curba spațială Bezier a gradului m este determinată de o ecuație care are următoarea formă:

unde sunt polinoamele Bernstein.

Notația matriceală a ecuațiilor parametrice care descriu curba Bezier spațială are forma:

0≤ t ≤ 1,

O prezentare mai detaliată a trasării spațiale a drumurilor este dată în cap. 5.

Suport metodologic - un set de materiale metodologice care contribuie la funcționarea CAD.

Sistemele CAD profesionale au de obicei suport metodologic sub forma de „Ghiduri de referință” pe hârtie. Meniul principal al unor astfel de sisteme conține și o secțiune Ajutor (Ajutor), care oferă o descriere a principalelor proceduri de proiectare.

În timpul funcționării CAD, se acumulează experiență în dezvoltarea rațională a soluțiilor de proiectare bazate pe totalitatea instrumentelor sistemului. Această experiență, de regulă, este prezentată sub formă de „ghiduri practice (manuale)” și contribuie la îmbunătățirea eficienței și calității lucrărilor de inginerie.

2.3. Informare și suport organizațional

Suport informațional este un set de instrumente și metode de construcție baza de informatiiîn scopuri de proiectare.

Suportul de informații include: standarde de stat (GOST), coduri de construcții (SN), coduri și reglementări de construcții (SNiP), coduri de construcții departamentale (VSN), soluții standard de proiectare pentru structuri și elemente de autostrăzi. Toate materialele de reglementare și informații de mai sus există pe hârtie sau sub formă de omologi electronic.

O altă parte a suportului informațional există doar în în format electronicși este o parte integrantă a CAD. Acestea sunt biblioteci de semne convenționale (vezi Fig. 2.8), clasificatoare și coduri, șabloane de elemente tipice ca parte a algoritmilor grafici.

Orez. 2.8. Simbol de bibliotecă pentru un plan topografic

Informațiile regionale sunt, de asemenea, utilizate în procesul de proiectare. Include informații cu caracter meteorologic și ecologic, date despre relieful și structura geologică a zonei, informații despre amplasarea carierelor de sol și materiale de piatră etc.

Conform unei alte clasificări, informațiile pot fi împărțite în input, intermediar și output. Intrare - un set de date inițiale necesare pentru luarea unei decizii de proiectare. Intermediar - obtinut anterior ca urmare a rezolvarii unor probleme si folosit pentru rezolvarea altora, dar nu si rezultatele finale ale rezolvarii problemelor. Ieșire - obținută ca urmare a rezolvării problemelor și destinată utilizării directe în proiectare.

Suport organizațional este un set de măsuri organizatorice și tehnice care vizează îmbunătățirea eficienței CAD. Acestea includ: schimbarea structurii organizatorice a organizației de proiectare, a departamentelor și diviziilor acesteia; redistribuirea funcţiilor între departamente; schimbarea tehnologiei lucrărilor de proiectare și sondaj și al componenței personalului, pregătirea avansată a designerilor în domeniul CAD, organizarea și funcționarea sistemelor de management al calității pentru produsele de proiectare bazate pe standardele internaționale ISO 9001:2000.

• Înapoi
• Redirecţiona